凡纳滨对虾耐碱家系的转录组解析：pH-碱度复合胁迫下的适应机制与育种启示

本研究通过LT50实验筛选出凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）耐碱家系FG I/J和CR M/N，结合转录组分析揭示其通过增强离子转运（NKA/CA/CFTR）、重塑鳃组织微结构及下调高耗能Ca2+调控通路等机制适应高pH（>9.0）与碱度（450 mg/L）胁迫，为盐碱水养殖品种选育提供分子靶点。

　　

Highlight

耐碱家系筛选与关键发现：通过48小时急性毒性实验测定八组凡纳滨对虾家系在固定碱度（450 mg/L）和梯度pH（9.0-10.0）下的半数致死时间（LT₅₀），发现选育家系FG I/J与CR M/N的耐碱性显著优于野生型家系，其存活时间延长达1.8倍。

关键机制解析

1. 离子调控网络：耐碱家系鳃组织中Na⁺/K⁺-ATP酶(NKA)活性提升2.1倍，碳酸酐酶(CA)和囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)表达量分别上调3.4倍和2.7倍，协同维持HCO₃^-/CO₃^2-平衡。

2. 能量代谢重编程：转录组显示心肌收缩通路(ko04260)和肾上腺素能信号(ko04261)显著富集，同时下调钙信号通路以减少CaCO₃沉淀导致的胞外Ca²⁺耗竭。

3. 鳃结构适应性重塑：肌球蛋白复合体(GO:0016459)和肌动蛋白骨架重组(GO:0030029)增强鳃丝机械强度，缓解高pH导致的组织损伤。

研究意义

该成果首次阐明凡纳滨对虾耐碱家系通过"离子-能量-结构"三联调控网络应对复合胁迫，为盐碱水养殖抗逆品种选育提供分子标记和理论支撑。