淡水海龙胚胎和幼体响应盐度变化的遗传基础

Genetic basis of embryo and juvenile physiological responses to salinity changes in freshwater pipefish (Hippichthys heptagonus)

摘要: 大多数海龙科鱼类生活在海洋环境中，然而极少数海龙经过漫长进化历程成为淡水海龙，但仍然具备适应高盐环境的潜能。淡水海龙必须突破淡水和海水环境的渗透压差异，才能实现对淡水环境的完全适应。迄今为止，关于前鳍多环海龙（Hippichthys heptagonus）的淡水适应策略与遗传机制仍不清楚。因此，我们利用比较转录组研究了前鳍多环海龙胚胎和幼体对盐度胁迫的分子响应特征。在胚胎中，暴露于30‰的胚胎其下调基因主要为参与细胞周期信号通路相关基因，上调基因则显著富集于视黄醇代谢、神经活性受体相互作用以及过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路。然而，参与离子转运和能量代谢的基因在盐度胁迫下的胚胎中没有明显变化。与之相反，暴露于30‰盐度的淡水海龙幼体中参与离子转运的基因显著上调。同时，上调基因中还包括参与免疫调控的基因，主要的信号通路包括溶酶体，吞噬体，自噬和线粒体自噬。此外，碳水化合物代谢基因在幼体30‰幼体组显著上调，而氧化磷酸化基因显著下调。基于上述胚胎和幼体对盐度变化的分子响应特征，推测胚胎期的育儿袋保护和幼体的盐度适应可塑性可能是前鳍多环海龙的淡水适应策略。