黑南鳕(Patagonotothen tessellata)早期发育阶段热休克蛋白基因(hsp70/hsp90)昼夜节律性表达的生态生理学意义

（编辑推荐）本研究首次揭示南极近缘种黑南鳕胚胎与卵黄囊幼虫阶段热休克蛋白(HSP70/HSP90)基因表达的昼夜差异，证实其通过快速激活分子伴侣系统应对热应激，为气候变化背景下极地鱼类早期发育的生理适应机制提供新见解。

　　

Highlight

我们的研究表明，黑南鳕(P. tessellata)早期生命阶段在热休克处理后1小时内即出现热休克蛋白基因(hsp70/hsp90)的快速响应，表明其分子伴侣防御机制具有高度敏感性。虽然未观察到生物钟基因(clock)与hsp基因表达的直接关联，但两种热休克蛋白的表达水平呈现显著的昼夜波动——这种节律性在卵黄囊幼虫阶段尤为明显，暗示该物种可能具有昼行性行为特征。

Developmental, time post-heat shock and light period variations

三因素PERMANOVA分析显示：发育阶段、光照周期及其交互作用显著影响hsp70基因表达（伪F=2.32，p=0.047）。在夜间热刺激条件下，刚孵化幼虫的hsp70表达量比日间高2.3倍；而发育至4日龄的卵黄囊幼虫(4DAH)在夜间处理时hsp90表达量激增4倍。值得注意的是，所有发育阶段的hsp70表达峰值均出现在热刺激后1小时，随后呈现震荡衰减模式。

Discussion

卵黄囊幼虫阶段展现的强烈昼夜响应可能与其能量分配策略相关：夜间更高的hsp基因表达暗示该物种将更多能量投入蛋白质修复而非生长。这种"代谢权衡"现象在极地鱼类应对突发性热应激时尤为重要，因为其有限的卵黄储备需要精准分配至关键生理过程。有趣的是，胚胎阶段未表现出显著昼夜差异，提示昼夜节律调控可能是在孵化后才完全建立的。

Conclusion

在全球变暖背景下，极地鱼类正面临日益频繁的热浪事件（如南大洋表层水温异常升高2-3°C）。我们的发现强调：评估鱼类早期发育阶段的耐热性时，必须考虑其内源性昼夜节律的影响——忽略这一点可能导致对气候变暖生态风险的严重误判。未来研究应聚焦于生物钟基因与热休克通路（HSP pathway）的协同调控机制。