热应激诱导泥蟹（*Scylla paramamosain*）性腺转录组重编程及组织病理学改变

《Marine Pollution Bulletin》：Heat stress induces gonadal transcriptomic reprogramming and histopathological alterations in the mud crab Scylla paramamosain

高温胁迫改变了生殖调节信号通路中基因的表达。高温胁迫调节了与性腺抗氧化防御和细胞凋亡相关基因的表达。高温胁迫导致卵巢和睾丸发生渐进性结构损伤。**引言**螃蟹是具有重要经济价值的甲壳类动物，因其市场需求量大且与联合国可持续发展目标14（可持续管理海洋资源）相一致而备受关注（Waiho等人，2022；Daunde等人，2026）。螃蟹是全球产量第三高的海鲜，具有巨大的商业价值（Yao等人，2023）。其中，青蟹*Scylla paramamosain*是最广泛养殖的物种，因其体型大、生长迅速、出肉率高、市场价值高且适应多种养殖系统而备受青睐（Zhang等人，2024；Chao等人，2026；Esmaeili等人，2026a）。螃蟹影响生物和非生物因素，在调节底栖环境方面起着重要作用（Waqas等人，2026）。在这些非生物因素中，温度对于包括甲壳类动物在内的水生变温动物的生殖生理具有关键调控作用，而气候变化导致的热变异性日益制约甲壳类养殖业，通过干扰生殖表现和生产力来实现（Arrigo等人，2025）。在中国东南部沿海的池塘养殖系统中，浅池塘的表面温度在持续高温期可达35°C，从而导致养殖螃蟹过度死亡（Zhang等人，2025b）。此外，Liu等人（2026）记录了中国南方一个主要泥蟹养殖区的青蟹池中底层水温超过32°C，强调了养殖螃蟹暴露于次优热条件下。环境温度的波动从分子扩散和生化反应速率到膜通透性，再到细胞、组织、器官和整个生物体的功能等多个层面影响水生生物（Liu等人，2018）。据报告，热胁迫（HS）比冷胁迫更为严重，因为它会损害关键的生理机制，特别是甲壳类动物中的蛋白质稳态（Esmaeili等人，2025a）。海洋甲壳类动物对全球变暖高度敏感，因为它们仅能耐受狭窄的温度范围，并且已经生活在接近其热极限的环境中（Daunde等人，2026）。虽然热胁迫对水生生物的生理影响已有详细记录，但其在甲壳类生殖分子调节方面的影响仍知之甚少。甲壳类生殖的分子调节非常复杂，受一系列基因及其相应的分泌酶调节（Zhang等人，2025a；Hossen等人，2026）。水温是调节甲壳类生殖的关键环境因素，因为它影响生殖激素的合成和分泌，并改变控制配子发生和胚胎发生的酶促过程（Cui等人，2025）。已发现热胁迫会破坏蓝泳蟹*Portunus pelagicus*血淋巴中甲壳类高血糖素（CHH）和血清素水平，两者对于调节卵黄生成、性腺成熟和产卵至关重要（Rajendiran等人，2016；Esmaeili等人，2025b；Hossen等人，2026）。热胁迫进一步降低*EcR*表达，降低蜕皮频率，最终导致死亡（Daunde等人，2026）。温度波动还影响类固醇激素的产生。在*Cherax destructor*中，低温暴露显著改变了蜕皮酮和雌激素等关键激素的合成，这些激素对于调节蜕皮、胚胎发育、性腺成熟和整体生殖功能至关重要（Subramoniam，2000；Ye等人，2008；Yang等人，2022）。冷胁迫下这些激素变化可扰乱蜕皮周期并延迟性成熟（Yang等人，2022）。相反，高温下调了*RYamide*和*RFamide*等神经肽的表达，这些神经肽在与生殖相关的神经内分泌调节中起关键作用（Chen等人，2014）。在*Homarus americanus*中，热胁迫增加了血淋巴中的CHH水平（Chang，2005），而在*Procambarus virginalis*中，长期暴露于高温会扰乱生殖周期，导致更频繁和更长的怀卵期（Sheppard等人，2024）。这种紊乱表明，温度引起的激素失衡与甲壳类的生殖功能障碍直接相关。这种在热胁迫下的生殖功能障碍在性腺水平上也有进一步证据。在*Pontastacus leptodactylus*中，热胁迫损害了精子发生、精子质量和数量，导致雄性生育力受损（Farhadi和Harl?oglu，2018）。在中国对虾*Eriocheir sinensis*中，温度波动影响卵质量，包括直径和质量（Cui等人，2025）。在雌性大卫新虾*Neocaridina davidi*中，长期暴露于高温（33°C）显著阻碍了卵巢成熟和产卵，尽管包括脂质、蛋白质和糖原在内的躯体能量储备保持稳定。当温度恢复到最适的28°C时，生殖活动恢复，表明热胁迫主要影响能量向卵细胞发育的分配，而不是消耗整体代谢储备（Bali?a等人，2018）。上述研究发现报道了甲壳类动物中一种或少数特定生殖相关酶或基因的改变。尽管已报道了一些生理和基因特异性反应，但对十足目甲壳类动物急性热暴露的整合性性腺转录组反应仍描述不足。因此，迫切需要揭示甲壳类动物对热胁迫产生生殖损伤的分子机制。高通量组学技术如转录组学已被广泛用作深入调查甲壳类分子通路和表型变化的有力工具（Esmaeili等人，2026a）。鉴于以上情况，本研究旨在进行转录组分析，以揭示青蟹*Scylla paramamosain*（一种模式甲壳类）对热胁迫产生生殖损伤的分子机制。**分节摘要****动物伦理**所有动物操作流程均谨慎执行，严格遵守伦理准则，并得到汕头大学动物护理和使用委员会的批准。本研究还符合《实验室动物护理和使用指南》。**螃蟹养殖**共使用96只螃蟹（雄性48只，雌性48只），处于性腺发育第二阶段，平均体重为136.89 ± 15.29 g，甲壳宽度为85.78 ± 4.03 mm，甲壳长度为60.21 ± 2.38 mm，用于进行实验。**转录组测序数据质量评估和qPCR验证**检测样本的干净读段数范围为32,166,695至39,995,568，相应的干净碱基数范围为9,590,887,682至11,897,038,321（表S2）。GC含量在43.33%至47.33%之间变化，而质量评分≥Q30的干净碱基百分比范围为95.37%至96.29%（表S2）。所有样本的总基因组比对读段数范围为64,333,390至79,991,136，对应的比对效率为86.17–92.32%。其中，唯一比对的读段占……**讨论**本研究通过转录组学和组织病理学分析揭示了热胁迫对青蟹*Scylla paramamosain*雄性和雌性生殖的影响。热胁迫通过改变蜕皮过程、性别决定和分化以及雌性和雄性生殖通路（包括卵子发生和精子发生）中关键基因的表达，破坏了信号通路。此外，热胁迫改变了青蟹中调节氧化还原稳态的基因表达模式……**结论**本研究揭示，热胁迫在青蟹*Scylla paramamosain*雄性和雌性中诱导了性腺转录组改变和组织病理学损伤。热胁迫显著改变了性别决定和分化以及蜕皮相关关键基因的表达，包括*Fru*、*MIH1/2*、*CHT1/2/3*、*ECD*、*RXR2*和*EcR1/2*。热胁迫进一步诱导了性腺的性别依赖性转录组变化和结构变化，证据表现为差异表达基因数量的增加和随时间推移的组织病理学损伤的加剧。**CRediT作者贡献声明****Shaharior Hossen：** 撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，软件，方法学，调查，形式化分析，数据整理，概念化。**Huanyu Zhang：** 软件，方法学，调查。**Cong Yin：** 方法学，调查。**Syed Ata Ur Rahman Shah：** 调查，形式化分析。**Anwar Ullah：** 调查，形式化分析。**Mhd Ikhwanuddin：** 撰写——审阅与编辑，验证。**Hongyu Ma：** 撰写——审阅与编辑，验证，……**声明生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的使用**作者声明他们在本手稿中未使用AI。**资金**本工作得到了广东省现代海洋牧场候选品种育种技术研究（2025-MRB-00-001）、国家自然科学基金（32473150）、广东省科技计划项目（2026A0202020022，2023A0505090010）和广东省百千万工程县创新基地（汕头市南澳县）（STKJ2024003）的资助。**利益冲突声明**作者声明他们没有利益冲突。Shaharior Hossen|Huanyu Zhang|Cong Yin|Syed Ata Ur Rahman Shah|Anwar Ullah|Mhd Ikhwanuddin|Hongyu Ma