中国科学院海洋所在美国红鱼对极端环境耐受性分子调控机制研究方面取得重要进展

近日，国际综合性期刊Scientific Data（IF5-year =10.8）在线发表了题为“Improved high-quality reference genome of red drum facilitates the processes of resistance-related gene exploration”的文章，报道了中国科学院海洋研究所在外来养殖物种美国红鱼对极端环境耐受性分子调控机制方面的最新研究成果。
4 k7 M) _! Z4 ]. ]9 S海洋所刘静团队与李军团队合作完成了外来养殖物种美国红鱼入侵预警生态学研究，研究成果已发表在国际环境科学与生态学TOP期刊Ecological Indicators上。在此研究基础上，研究团队构建了美国红鱼的染色体水平高质量基因组，其基因组大小为725.33Mb，Contig N50为28.30Mb。通过采用低盐梯度胁迫实验、基因集富集分析（GSEA）和权重基因共表达网络分析（WGCNA）方法，从分子遗传学角度对美国红鱼在极端环境下的适应调控机制进行了系统解析和评估。
5 g9 A4 `9 Z3 O% S* B1 x! ]4 M# Q6 C研究团队成功鉴定出了与环境胁迫密切相关的54个核心基因，这些基因对美国红鱼在低盐环境下的适应起着重要作用。首次发现并证实美国红鱼进入到低渗环境后会激发鳃组织发生内质网应激反应；为适应低渗胁迫，美国红鱼通过快速启动4个离子运输通道（Integrin β传感器：Cxcr4，Itgb8；TRPV传感器：trpv4/6，aqp3；NCC传感器：prlr，slc12a3；NHE3传感器：Slc9a3，Rhcg1）来快速适应低渗环境，并通过最大限度的维持内质网内高水平的钙离子来维持细胞稳态（内质网摄取细胞质中钙离子）；与此同时，美国红鱼通过降低Vdac1/2表达来抑制线粒体Cytochrome C的高表达，进而抑制细胞凋亡。这些研究结果为外来物种美国红鱼入侵潜力评价提供了分子遗传学基础，为其入侵防控对策的制定提供了理论依据。
中国科学院海洋研究所为论文第一完成单位，肖永双副研究员为论文第一作者，刘静研究员和李军研究员为论文通讯作者。该研究得到了中国科学院战略性B类先导科技专项、国家自然科学基金和中国科学院海洋STS项目等项目联合资助。

                               
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* W% g3 r5 h$ ]( y9 @: ~低渗胁迫下美国红鱼WGCNA分析

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美国红鱼低渗生态适应快速调控过程
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1 v) ~: ^# a* Q9 Q1) Yongshuang Xiao, Jing Liu*, Jiehong Wei, Zhizhong Xiao, Jun Li* and Yuting Ma. Improved high-quality reference genome of red drum facilitates the processes of resistance-related gene exploration. Scientific Data. 2023：10, 774. DOI: 10.1038/s41597-023-02699-7.
2) Yongshuang Xiao, Jing Liu*, Jiehong Wei, Zhizhong Xiao, Jun Li, Alfonso Aguilar-Perera and Angel Herrera-Ulloa. Future climate change accelerates the invasive rhythm of alien marine species: new insights into the invasive potential of the world's aquaculture species red drum Sciaenops ocellatus. Ecological Indicators. DOI: 10.1016/j.ecolind.2023.111069.

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信息来源：中科院海洋所。