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臭氧对盾纤毛虫的体外杀虫效果研究

现代畜牧兽医 2024年第1期 29-33页

作者：倪鑫鹏王晓航赵庚彤王华王秀利黎睿君大连海洋大学水产与生命学院、辽宁省海洋动物免疫学与疫病防控重点实验室、辽宁省河鲀良种繁育及健康养殖重点实验室、大连海洋大学水生动物医院辽宁大连116023

试验探究了臭氧在体外对代表性盾纤毛虫病原海洋尾丝虫(Uronema marinum)的杀灭效果。试验通过向人工海水通入不同时间的臭氧获得不同浓度的臭氧海水,并对海洋尾丝虫进行杀灭。结果显示,盐度30‰、臭氧浓度0.54 mg/L的海水溶液可完全杀... 详细信息

试验探究了臭氧在体外对代表性盾纤毛虫病原海洋尾丝虫(Uronema marinum)的杀灭效果。试验通过向人工海水通入不同时间的臭氧获得不同浓度的臭氧海水,并对海洋尾丝虫进行杀灭。结果显示,盐度30‰、臭氧浓度0.54 mg/L的海水溶液可完全杀灭20000 ind/mL的海洋尾丝虫;盐度20‰、25‰、30‰的海水通入10 min臭氧后,水体臭氧浓度均>0.80 mg/L,可完全杀灭环境中海洋尾丝虫;盐度15‰海水通入10 min臭氧后,臭氧浓度可达到0.54 mg/L,可完全杀灭环境中海洋尾丝虫。研究表明,臭氧对海洋尾丝虫具有明显的杀灭作用,试验结果为后续开展盾纤毛虫病的绿色防控技术研究提供了参考。

关键词：盾纤毛虫海洋尾丝虫臭氧杀虫效果体外试验

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密度和模式对许氏平鲉生长环境和性能的影响

密度和模式对许氏平鲉生长环境和性能的影响

作者：张赛大连海洋大学

学位级别：硕士

本文研究了许氏平鲉幼鱼在不同养殖密度和不同养殖模式下的水体环境指标、生长指标以及其对应的肝脏抗氧化能力、肠道消化能力等生理指标的差异。本实验中,将初始体重为16.80±5.46g的许氏平鲉幼鱼投放于低(3.81kg/m)、中(5.09kg/m)、高... 详细信息

本文研究了许氏平鲉幼鱼在不同养殖密度和不同养殖模式下的水体环境指标、生长指标以及其对应的肝脏抗氧化能力、肠道消化能力等生理指标的差异。本实验中,将初始体重为16.80±5.46g的许氏平鲉幼鱼投放于低(3.81kg/m)、中(5.09kg/m)、高(7.59kg/m)三个养殖密度,其中循环水养殖模式下低、中、高分别表示为RAS-LD、RAS-MD、RAS-HD,流水模式设立中密度重复组,表示为F-MD(5.06kg/m)。养殖周期为56d,水质指标的测定为每周1次,共计8次;生长指标、生理指标每14d进行1次取样。通过为期56d的实验,得出了如下结果:1.在工厂化循环水养殖模式下,不同密度组的水体指标在pH、氨氮、亚硝酸盐方面存在差异,具体为水体中的pH值随着养殖密度的增加而递减,实验全期的pH值均维持RAS-LD>RAS-MD>RAS-HD的关系,在部分节点RAS-HD组显著低于RAS-LD组、RAS-LD(P0.05),但RAS-MD组的平均体重量高于F-MD组。在形体指标方面,F-MD组的肝体比、肥满度、存活率均显著优于RAS-MD组(P0.05);而不同养殖密度下的幼鱼肠道AMS活性在实验全期均无明显差异(P>0.05)。在不同养殖模下中,流水养殖模式下的幼鱼肝脏无论是在实验数据或是外观形态方面均优于工厂化循环水养殖的幼鱼肝脏,其肝脏抗氧化系统全期稳定,MDA含量一直处于较低水平且在56d时显著低于RAS-MD组(P0.05)。

关键词：许氏平鲉养殖模式养殖密度生长环境生长性能

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基于PLC的船舶导航系统高精度控制研究

舰船科学技术 2022年第17期44卷 136-139页

作者：苗百春于吉鲲大连海洋大学应用技术学院辽宁大连116300

为保证舰船安全航行,精准控制航行的航向和航迹,提出基于PLC的舰船导航系统高精度控制方法。该方法以嵌入式PLC系统结构为主,在PLC控制器中设置基于粒子群优化的PID控制方法,控制导航系统相关参数,降低舰船横向偏差和航向偏差。在此基础... 详细信息

为保证舰船安全航行,精准控制航行的航向和航迹,提出基于PLC的舰船导航系统高精度控制方法。该方法以嵌入式PLC系统结构为主,在PLC控制器中设置基于粒子群优化的PID控制方法,控制导航系统相关参数,降低舰船横向偏差和航向偏差。在此基础上,采用免疫算法优化基于粒子群优化的PID控制方法的相关参数,获取全局最优解,降低导航系统的控制的随机性,避免超调量,实现舰船导航系统高精度控制。测试结果表明:该方法控制性能良好,绝对误差积分指标均在0.25以下;控制后舰船的横向最大误差为1.55 cm,航向最大误差为-2.2°,最大超调量为0.05%,可保证精准航迹控制和舰船航行的安全。

关键词： PLC 舰船导航系统高精度控制横向偏差航向偏差超调量

工厂化循环水模式下养殖密度对红鳍东方鲀幼鱼生长的影响

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工厂化循环水模式下养殖密度对红鳍东方鲀幼鱼生长的影响

作者：陶俊合大连海洋大学

学位级别：硕士

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)在世界范围有着重要的影响,其不仅肉味鲜美,河豚毒素也拥有极高的医学价值,因此提高红鳍东方鲀的产量,研究养殖密度对红鳍东方鲀生长发育的影响,为其筛选出一个合理的养殖密度范围就显得至关重要。本文以... 详细信息

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)在世界范围有着重要的影响,其不仅肉味鲜美,河豚毒素也拥有极高的医学价值,因此提高红鳍东方鲀的产量,研究养殖密度对红鳍东方鲀生长发育的影响,为其筛选出一个合理的养殖密度范围就显得至关重要。本文以红鳍东方鲀为研究对象,设置了低密度组(SD1组,5kg/m)、中密度组(SD2组,7.5kg/m)、高密度组(SD3组,10kg/m)三个密度组进行养殖实验。通过对不同养殖密度下红鳍东方鲀的生长性能指标、抗氧化能力、免疫器官功能及肝和脾转录组的变化进行研究分析。得出以下结论:1.密度胁迫对红鳍东方鲀日常行为、生长性能指标有着重要影响。在关键生长指标体重、存活率上,实验结束时SD1组的红鳍东方鲀平均体重(283.36g)与存活率(87.84%)显著高于SD2、SD3的平均体重(232.37g,203.01g)与存活率(82.32%,78.09%)(P0.05),AST、AKP与T-AOC则无显著差异(P>0.05),90d结果上一部分与30d相反,一部分保持相同的趋势。3.密度胁迫对红鳍东方鲀幼鱼肝、脾的转录组分析也存在显著影响。本实验分别使用差异基因分析、GO富集分析、KEGG富集分析三种方法对测序结果进行分析与判断。从以上三种分析方法的结果中,挑选出了一些共有的差异基因如C-C基序配体19(ccl19)、双特异性磷酸酶1(dusp1)、组织蛋白酶D(Ctsd)、谷氨酸草酰乙酸转氨酶1(got1)、基质金属蛋白酶7(adamts7)、LOC101075981、IV型胶原蛋白col4a1与col4a2、整合素蛋白itag1与itag4等基因,这些基因与免疫系统、应激反应、生长发育等方面有关,在整个实验过程都显著上调或显著下调(P<0.05)。综上所述,密度胁迫对红鳍东方鲀幼鱼的影响可能包括了肝脏受到氧化损伤、生长发育延缓、死亡率升高、能量代谢降低、出现免疫与应激反应等方面。因此,结合生产实际来看,笔者认为红鳍东方鲀幼鱼的最适养殖密度范围是5kg/m～7.5kg/m。

关键词：红鳍东方鲀工厂化循环水密度养殖生理生化指标转录组

长期低氧胁迫下红鳍东方鲀血液的转录组变化及相关基因的功能分析

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长期低氧胁迫下红鳍东方鲀血液的转录组变化及相关基因的功能分析

作者：陆芸大连海洋大学

学位级别：硕士

在水生生态系统中,溶解氧(dissolved oxygen,DO)是水生生物获取氧气的主要来源。气候变化、水污染和集约化养鱼等因素常常使鱼类暴露在低氧环境中,对鱼类的行为、生长、生理代谢和免疫反应产生负面影响,严重时甚至会影响它们的繁殖和生... 详细信息

在水生生态系统中,溶解氧(dissolved oxygen,DO)是水生生物获取氧气的主要来源。气候变化、水污染和集约化养鱼等因素常常使鱼类暴露在低氧环境中,对鱼类的行为、生长、生理代谢和免疫反应产生负面影响,严重时甚至会影响它们的繁殖和生存,给鱼类养殖业带来巨大的经济损失。红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)主要分布在中国沿海、朝鲜半岛和日本等地区,因其肉质鲜美、营养价值高等优点,已成为我国沿海地区特有海水经济鱼类。然而,随着红鳍东方鲀养殖业的大幅扩增,水中溶解氧浓度的变化对红鳍东方鲀养殖业的发展产生一定影响。因此,了解红鳍东方鲀应对低氧胁迫时的分子调控机制对于河豚耐低氧品种的选育具有重要意义。我们先前已经对红鳍东方鲀应对急性低氧胁迫时的适应机制进行了探索。本研究在前期研究基础上,进一步使用RNA-Seq技术对红鳍东方鲀在长期低氧胁迫下血液的转录组变化进行分析。此外,结合先前的研究数据,将红鳍东方鲀在长期低氧胁迫下血液的转录组数据分别与急性低氧胁迫下血液的转录组数据,以及长期低氧胁迫下脑的转录组数据进行了比较分析,探究了不同低氧水平下(急性低氧和长期低氧)血液的转录组变化,以及同一低氧水平下不同组织(脑和血液)的适应性机制,以期全面了解红鳍东方鲀在低氧环境中基因的表达模式和差异表达水平。与此同时,本研究通过已有的转录组数据,筛选得到了在低氧胁迫下差异表达的FOXO3转录因子。一方面通过分子生物学手段鉴定FOXO3转录因子可能调控的下游靶基因。另一方面通过生物信息学手段来预测FOXO3转录因子的结合位点(Motif)。研究结果不仅揭示了红鳍东方鲀的低氧耐受机制以及应对低氧胁迫时的组织特异性,同时也为研究基因转录调控提供新的思路。本文的研究结果主要包括以下4个部分:1.长期低氧胁迫下红鳍东方鲀血液的转录组变化为探究长期低氧胁迫下红鳍东方鲀的分子调控机制,本文利用RNA-Seq技术测定了常氧和低氧诱导后红鳍东方鲀血液的转录组数据,结合生物信息学手段鉴定了大量差异表达基因,并进行了基因功能富集分析。研究结果表明:1)与常氧组相比,共鉴定得到710个差异表达基因,包括370个上调基因和340个下调基因;2)功能富集结果显示,在长期低氧胁迫下,血液能够上调糖酵解/糖异生、果糖与甘露糖代谢来促进红鳍东方鲀的无氧代谢以提供低氧环境中的能量供应;3)血液能够抑制红鳍东方鲀的免疫调节及细胞增殖等耗能的生物过程以达到减少长期低氧环境中能量消耗的目的。但是,先天性免疫过程受到抑制可能会使得鱼类更易染病。2.红鳍东方鲀应对低氧胁迫时的组织差异为了解红鳍东方鲀应对低氧胁迫时的组织特异性,对长期低氧诱导后红鳍东方鲀的血液和脑的转录组数据进行了深入分析。研究结果表明:1)红鳍东方鲀对长期低氧的耐受性在脑中表现突出,且同一物种的组织特异性强;2)与血液的免疫应答机制相反,脑能够显著上调免疫应答相关通路及相关基因的表达来增强低氧环境下的免疫防御能力;3)脑能够通过积极调节核糖体、糖酵解、花生四烯酸(ARA)代谢通路及其他与代谢相关的途径,进而促进低氧环境中的物质合成与能量供应;4)相比于血液通过抑制细胞周期等耗能的生物过程来应对低氧胁迫,脑更倾向于通过促进细胞凋亡来清除无用细胞以维持机体的内环境稳态,从而适应低氧环境。3.红鳍东方鲀应对不同溶氧的适应机制为了解红鳍东方鲀应对不同溶氧水平时的分子机制,对急性和长期低氧诱导后红鳍东方鲀血液的转录组数据进行了深入分析。研究结果表明:1)与长期低氧胁迫下血液的调控机制相同,急性低氧胁迫下的血液也能够通过抑制先天性免疫反应来减少低氧环境中的能量消耗,这体现了血液组织在机体中的功能特性;2)信号转导是红鳍东方鲀在急性低氧诱导下血液中的差异表达基因所涉及的主要功能类别。血液能够通过上调HIF-1信号通路和AMPK信号通路以及下游基因的表达,进而在加强心肌保护、血管形成以及快速激活无氧代谢来协调细胞内能量代谢与平衡的过程中发挥重要作用。***3转录因子在低氧胁迫下的功能探索基于上文中的转录组数据,筛选得到一个在低氧胁迫下差异表达的FOXO3转录因子。一方面通过原核表达技术获取FOXO3转录因子的DNA结合结构域,使用片段化的DNA与挂在被纯化的GST-FOXO3蛋白进行结合实验,筛选能与GST-FOXO3蛋白结合DNA片段。研究结果共鉴定得到4个FOXO3转录因子可能直接调控的下游靶基因,即STIP1、Tbx16、RIPOR1、CPSF4。这一结果为证明FOXO3转录因子在影响机体发育,细胞增殖和细胞凋亡中发挥作用而奠定了基础。另一方面通过生物信息学手段预测得到了一个FOXO3转录因子的DNA Motif,即“AAAACAAGA”,推测该Motif可能作为FOXO3转录因子的结合位点,在低氧环境下参与调控基因

关键词：红鳍东方鲀长期低氧血液转录组转录因子

暗纹东方鲀在急性低氧胁迫下鳃和肌肉的转录组及代谢组分析

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暗纹东方鲀在急性低氧胁迫下鳃和肌肉的转录组及代谢组分析

作者：张华琨大连海洋大学

学位级别：硕士

暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)是我国主要的河鲀养殖种类,是典型的溯河洄游鱼类,为“长江三鲜”之一。大多在中下层水体中活跃,由于其鳃和鳃孔却相对较小,呼吸能力较弱,较其他鱼类更容易受到低溶氧量的影响,在养殖过程中,由于养殖密度... 详细信息

暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)是我国主要的河鲀养殖种类,是典型的溯河洄游鱼类,为“长江三鲜”之一。大多在中下层水体中活跃,由于其鳃和鳃孔却相对较小,呼吸能力较弱,较其他鱼类更容易受到低溶氧量的影响,在养殖过程中,由于养殖密度过高、投饵及水体相对封闭等原因更易缺氧。因此,为了使河鲀养殖产业能够得到可持续发展,需要加强暗纹东方鲀应对低氧胁迫的研究。本实验所用研究对象为暗纹东方鲀,设置常氧(DO:7.0±0.2 mg/L)、低氧胁迫(DO:0.9±0.2 mg/L)和常氧恢复(DO:7.0±0.2 mg/L,4 h,8 h,12 h,24 h)三种环境条件,通过高通量测序技术和液相色谱-质谱技术对暗纹东方鲀的鳃和肌肉组织进行转录组和代谢组分析,筛选出与低氧相关的差异表达基因(Differential Expression Genes,DEGs)和差异代谢物(Differential Expression Metabolites,DEMs),再对基因与代谢物显著富集的通路进行分析,从分子层面初步解析暗纹东方鲀的耐低氧机制,获得了以下结果:1.对急性低氧胁迫下鳃组织进行转录组分析,低氧组与常氧、复氧4h、复氧8 h、复氧12 h、复氧24 h组中分别鉴定到992、877、1 561、1 412和679个差异表达基因,并有56个基因在这五个比较组中均显著表达。DEGs主要富集的GO条目有跨膜受体蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶信号传导途径、转化生长因子β受体的信号传导途径(TGF-β)、免疫应答、细胞过程的负向调节、胶原蛋白三聚体、细胞外区域、DNA结合转录因子的活性、序列特异性DNA结合和转录调节器活性,这些条目与生长发育、免疫反应、细胞凋亡有关。DEGs显著富集的KEGG通路主要有细胞粘附分子(CAMs)、细胞因子-细胞因子受体相互作用、VEGF信号通路、MAPK信号通路和钙信号转导途径等,这些通路上的差异基因主要参与到应激反应、免疫功能、血管生成和细胞凋亡等过程。其中,筛选到ccn1、ccn2、il-8、ccl20、ackr3是与免疫相关的基因;bmp10、bambi、smad6、smad7是生长发育相关基因;参与细胞凋亡过程的关键基因有dusp1和ddit4等。2.对急性低氧胁迫下肌肉组织进行转录组分析,低氧组与常氧、复氧4 h、复氧8 h、复氧12 h、复氧24 h组中分别鉴定到1 287、941、1 261、841和1 453个差异表达基因,并有57个基因在这五个比较组中均显著表达。结果显示,差异表达基因显著富集的GO条目有细胞骨架、催化活性、DNA结合转录因子活性、免疫反应等,这些条目主要参与细胞的生长发育、脂质蓄积和炎症反应过程。DEGs主要富集的KEGG通路有ECM受体相互作用、紧密连接、细胞因子-细胞因子受体相互作用、亚油酸代谢、MAPK信号通路等,这些通路上的差异基因主要在细胞损伤和能量代谢过程中发挥作用。此外,筛选到一些受低氧胁迫显著影响且与生长或免疫相关的基因,如bhlhe40、mybph、sik1、ltb4r、ccl20、ccl28。这些基因与暗纹东方鲀的肌肉发育相关,或调控着体内的各种免疫反应。3.对急性低氧胁迫下鳃组织进行代谢组分析,结果发现,低氧组与常氧、复氧4 h、复氧12 h、复氧24 h组在正离子模式下分别鉴定到36、18、24、34个差异代谢物,负离子模式下分别鉴定到6、5、4、6个差异代谢物。差异代谢物主要富集的通路有苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、苯丙氨酸代谢、嘌呤代谢、Fox O信号通路、m TOR信号通路,这些通路与细胞中脂质代谢、氨基酸代谢、氧化应激、细胞凋亡有关。4.对急性低氧胁迫下肌肉组织进行代谢组分析,发现低氧组与常氧、复氧4 h、复氧12 h、复氧24 h组在正离子模式下分别鉴定到44、17、64、79个差异代谢物,负离子模式下分别鉴定到9、5、10、28个差异代谢物。肌肉组织中的差异代谢物多富集在精氨酸和脯氨酸代谢、谷胱甘肽代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢、甘油磷脂代谢、乙醛酸和二羧酸代谢以及TCA循环等KEGG通路,主要参与脂质代谢、氨基酸代谢、能量代谢等过程。本研究丰富了暗纹东方鲀在急性低氧胁迫下的转录组和代谢组数据,筛选到与低氧调控过程相关的差异基因与差异代谢物,同时也为该物种在低氧胁迫下机体的调控机制提供了新的研究思路,进一步明确了暗纹东方鲀耐低氧的分子机制,为今后在分子水平上选择和培育鱼类耐低氧新品种提供一定的理论依据,也为其他生物鳃和肌肉组织中基因及代谢物的研究提供参考。

关键词：暗纹东方鲀急性低氧分子机制转录组代谢组

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养殖红鳍东方鲀的综合管理分析

养殖红鳍东方鲀的综合管理分析

作者：郑玉莹大连海洋大学

学位级别：硕士

河鲀是鱼类中脂肪含量最低的一种,其中红鳍东方鲀具有丰富的微量元素和胶原蛋白,具有较大的发展前景。辽宁省南邻黄海渤海,海岸线长达2292.4千米,是我国北方养殖红鳍东方鲀的主要地区。本文以辽宁省养殖红鳍东方鲀产业为研究对象,对其... 详细信息

河鲀是鱼类中脂肪含量最低的一种,其中红鳍东方鲀具有丰富的微量元素和胶原蛋白,具有较大的发展前景。辽宁省南邻黄海渤海,海岸线长达2292.4千米,是我国北方养殖红鳍东方鲀的主要地区。本文以辽宁省养殖红鳍东方鲀产业为研究对象,对其进行综合管理分析,了解红鳍东方鲀养殖生产环节的基本情况;对辽宁省红鳍东方鲀进行宏观分析与微观分析;总结红鳍东方鲀养殖生产环节的内在优势劣势及面临的机遇与挑战;结合红鳍东方鲀养殖环节的现实条件及相关政策,提出促进红鳍东方鲀养殖环节发展的对策建议。为促进辽宁省养殖红鳍东方鲀产业的健康快速发展,为从事红鳍东方鲀养殖的企业和个人提供借鉴与参考。本研究通过文献研究法、模型分析、政策数据分析法、实地调研法从辽宁省红鳍东方鲀的政治环境、经济环境、社会环境与技术环境进行分析,并对其优势、劣势、机遇、威胁进行研究,提出了促进辽宁省红鳍东方鲀发展的对策建议:一、加快开发国内红鳍东方鲀市场。二、完善养殖技术提高养殖效率。三、引导健康观念注重质量安全。四、重视人才培养提升养殖水平。五、提升自身水平积极应对竞争。这为政府执行相关决策和有关部门制定有关政策提供了参考;同时作为研究养殖红鳍东方鲀的发展对策与建议,对其他相关水产品产业的发展也有一定的借鉴意义。

关键词：辽宁红鳍东方鲀发展现状对策建议

暗纹东方鲀在急性低氧胁迫下肝和脑的转录组及代谢组分析

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暗纹东方鲀在急性低氧胁迫下肝和脑的转录组及代谢组分析

作者：李润大连海洋大学

学位级别：硕士

暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)是我国重要的经济鱼类,随着近年来消费市场越来越广阔,养殖规模也不断扩大。但高密度养殖和气温升高常常会造成水体的缺氧,使得暗纹东方鲀因缺氧而死亡。因此缺氧也成为了该鱼养殖过程中重要的限制因素,... 详细信息

暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)是我国重要的经济鱼类,随着近年来消费市场越来越广阔,养殖规模也不断扩大。但高密度养殖和气温升高常常会造成水体的缺氧,使得暗纹东方鲀因缺氧而死亡。因此缺氧也成为了该鱼养殖过程中重要的限制因素,为此展开对暗纹东方鲀的耐低氧研究就显得尤为重要。目前关于暗纹东方鲀低氧的研究主要集中在生理生化方面,关于应对低氧的分子调节机制方面极少报道。因此,本研究通过转录组技术和代谢组技术对急性低氧胁迫下的暗纹东方鲀肝脏组织和脑组织进行了分析,从转录和代谢水平探究暗纹东方鲀低氧及复氧后的分子调节机制,并对参与调节的重要信号通路进行分析,为暗纹东方鲀耐低氧研究提供一定的理论依据,可为后续耐低氧品种的培育奠定基础。本论文的主要研究结果如下:1.转录组学分析暗纹东方鲀肝组织应对低氧时的分子调控机制在肝组织转录组分析中,低氧条件下有1141个差异基因被鉴定到,复氧4小时组、复氧8小时组、复氧12小时组和复氧24小时组分别有798、1480、761和1484个差异基因。将差异表达基因比对到GO数据库中,主要富集的基因与分子功能调节因子、细胞外区域、信号传导器的活动、跨模信号受体活动等GO功能条目有关。将差异表达基因比对到KEGG数据库中发现,暗纹东方鲀肝脏组织在受到低氧胁迫后,MAPK、AGE-RAGE和Apoptosis信号通路起到重要作用。在MAPK通路中HSP72表达显著上调,而HSP72的上调会抑制JNK信号通路的活化,避免细胞发生凋亡反应;在AGE-RAGE信号通路中Egr-1发生了上调,而Egr-1在细胞生长、增殖、分化和发育等方面有着积极的调控作用。除此之外,PI3K也显著上调,PI3K的活化会影响到成纤维细胞生长因子(FGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、人生长因子(HGF)的表达,结果中VEGF的表达确实也发生了上调,而VEGF在促进血管的生成、抑制内皮细胞凋亡及调高血管通透性等方面有重要作用。细胞凋亡信号通路在低氧和复氧阶段都显著富集,在复氧12小时后该通路不再富集。FADD和c-jun在低氧时发生上调,从复氧4小时开始,这两个基因开始下调,这两个基因在抑制细胞凋亡过程中起到了重要的作用。2.转录组学分析暗纹东方鲀脑组织应对低氧时的分子调控机制在脑组织转录组分析中,低氧条件下有1723个差异基因被鉴定到,复氧4小时组、复氧8小时组、复氧12小时组和复氧24小时组分别有1731、2165、1299和666个差异基因。通过GO富集分析发现,差异基因主要富集在信号受体结合、细胞外区域、离子运输、激素活性等GO功能条目。将差异表达基因在KEGG数据库中比对发现,Apelin和MAPK信号通路在暗纹东方鲀脑组织应对急性低氧时起到重要的作用,在低氧及复氧时都发生富集,直到复氧24h后不再富集。低氧发生后,Apelin信号通路中的AMPK出现了下调的趋势。研究表明,AMPK在调节生长和重塑代谢方面具有重要的作用,AMPK被激活时,会促进分解代谢途径产生更多的ATP,并抑制合成代谢途径。到复氧8h时,AMPK开始上调。在脑组织中,AMPK的作用的位置多认为在能量感应神经元和身体能量平衡的通路中,为了维持低氧状态下的神经活动和能量平衡,脑组织可能不能像正常时分解代谢途径来产生更多ATP,而是为了持续的能量平衡以及神经元活动,降低代谢的速率和过程。当从低氧状态恢复时,机体有了足够的氧气输送,因此AMPK的活性又被提高。到了24h时,该途径已经不再富集,可能机体已经从低氧应激的过程中恢复了过来。在MAPK信号通路中,ERK与PKC发生了下调,这两个基因的激活会促进细胞的分化与生长,因此在低氧后发生下调,可能对细胞的生长和分化起到抑制作用,而在复氧后,这两个基因又开始上调。除此之外,该通路中c-fos基因在低氧后发生上调,而c-fos基因在脑组织研究研究中被认为是与神经元受到伤害性刺激有关,因此它的上调意味着低氧对暗纹东方鲀脑组织进行了刺激作用,在复氧后该基因又发生了下调。3.代谢组学分析暗纹东方鲀肝组织应对低氧时的分子调控机制在肝代谢组分析中,正离子模式下鉴定出88个代谢物,其中81个代谢物上调,7个代谢物发生下调;负离子模式下鉴定出13个代谢物,其中6个代谢物上调,7个代谢物发生下调。通过代谢物筛选和KEGG富集通路分析发现,低氧时花生四烯酸代谢通路、Fox O信号通路和m TOR信号通路会显著富集,在复氧12h后这些通路的不再富集。其中Fox O信号通路中AMP大量积累,而AMP会激活AMPK发挥作用,AMPK是能量代谢的关键分子,例如调节葡萄糖摄取、糖酵解和脂肪酸氧化,并促进ATP的产生。因此AMP的上调可能是与机体保持代谢平衡有关。当细胞受到低氧刺激时会抑制m TOR,但值得注意的是,该通路富集显著的原因

关键词：暗纹东方鲀低氧胁迫转录组代谢组信号通路

长期低氧胁迫下的红鳍东方鲀鳔转录组变化及关键差异基因功能分析

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长期低氧胁迫下的红鳍东方鲀鳔转录组变化及关键差异基因功能分析

作者：李岩大连海洋大学

学位级别：硕士

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)因其口感鲜美、生长快速、高营养价值等特点而深受人们喜爱,现已发展为中国北方重要的工厂化养殖加工型鱼类,是主要的出口创汇鱼类之一。缺氧因会对鱼类的生长、繁育、行为及生理方面产生严重影响的特点,... 详细信息

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)因其口感鲜美、生长快速、高营养价值等特点而深受人们喜爱,现已发展为中国北方重要的工厂化养殖加工型鱼类,是主要的出口创汇鱼类之一。缺氧因会对鱼类的生长、繁育、行为及生理方面产生严重影响的特点,被认为是威胁水生生态系统稳定性及养殖生产品质安全性的最严重因素之一。随着我国河鲀养殖业的迅速发展,有关其养殖过程中溶解氧相关的研究需求愈发迫切。本研究基于转录组测序(RNA-seq)技术,首次分析了红鳍东方鲀在长期低氧情况下鳔组织的应答机制;同时基于鳔本身,首次尝试揭示了亲缘关系密切的两种东方鲀鳔功能的差异性;进一步通过体外融合表达、GST-pull down技术探索了与低氧相关的趋化因子的潜在互作关系,以便尽可能的解析其与低氧的关系及发挥功能的分子机制。主要研究结果如下:1、通过RNA-seq技术,研究比较了连续低氧10天的红鳍东方鲀鳔组织的转录组变化。功能富集结果表明,长期低氧胁迫下鳔组织能够通过调节机体内的离子浓度来维持细胞的正常兴奋;并通过钙信号传导途径来激活下游相关蛋白的活性,以调节机体应对低氧所造成的不良影响。同时,胰岛素分泌在长期低氧环境中被激活,在降低血糖水平、减轻机体在低氧环境中脂类代谢的紊乱中起到了一定作用。此外,细胞周期,DNA复制这两个与细胞生长相关的通路在长期低氧环境中被下调,显示了红鳍东方鲀会通过抑制鳔组织细胞正常分裂和生长来减少低氧环境中能量消耗的特性。2、通过RNA-seq技术,对红鳍东方鲀和暗纹东方鲀的鳔组织进行了比较分析。基于GO和KEGG对显著的差异表达基因进行了富集分析,富集结果显示两种东方鲀的鳔在神经活性配体受体信号传导方面存在显著差异,而不同类型的配体和受体的相互作用往往介导着不同信号的传递、发挥不同的功能。除此之外,我们还发现大量与听觉功能有关的基因得到了显著富集。由此,我们认为鳔在功能上具有物种特异性,即使是在亲缘关系十分密切的两种东方鲀之间。这种功能的差异性可能是由适应性进化机制所导致的。3、依据转录组部分得出的结果,基于p ET-41b(+)表达载体,我们成功构建了5个携带GST标签的趋化因子成熟肽部分的融合表达载体,并且均通过IPTG诱导表达得到了目标融合蛋白。同时,经过对诱导表达条件的进一步优化,成功在上清中纯化得到了足量的融合蛋白GST-CCL19l1。进一步通过GST-pull down联合液相色谱-串联质谱(LCMS/MS)筛选获得了一批与CCL19l1存在潜在互作关系的蛋白。经过GO和KEGG富集分析我们认为趋化因子会通过HIF1信号通路途径介导糖酵解的发生,进而参与鱼类对低氧的适应。虽然这种作用的具体机制尚不明确,仍需要通过相关的研究进一步揭示,但这已足以证实趋化因子会参与到低氧胁迫当中并起到关键作用。

关键词：红鳍东方鲀鳔长期低氧趋化因子 GST-pull down