在缺氧和热应激条件下，Megalobrama amblycephala肝脏中的转录组及DNA甲基化反应

《Fish Physiology and Biochemistry》：Transcriptome and DNA methylation responses in the liver of Megalobrama amblycephala under hypoxia and heat stress

淡水鱼类热与低氧胁迫的代谢适应机制研究。通过转录组和甲基组测序分析大口黑鲈的分子响应，发现热应激、低氧及复合胁迫显著改变基因表达和DNA甲基化水平，调控糖脂代谢与细胞信号通路，为优化养殖策略提供理论依据。

　　

摘要

全球变暖和水产养殖业的扩张导致淡水环境中的水温升高，溶解氧（DO）含量降低，威胁着鱼类的生存。揭示鱼类对热和/或缺氧反应的分子机制对于发展可持续的水产养殖和遗传育种策略至关重要。本研究探讨了在中国具有重要经济价值的鱼类Megalobrama amblycephala对环境压力的分子适应机制。通过转录组测序和全基因组甲基化测序技术，分析了暴露于缺氧（LO）、高温（HT）及其联合处理（HL）条件下的鱼类的肝脏样本。结果表明，环境压力显著改变了M. amblycephala的基因表达和DNA甲基化水平，这表明其环境适应能力通过代谢调节得到了增强。比较分析显示，三个压力组之间的差异表达基因（DEGs）存在显著差异，其中NC组与HL组之间的差异表达基因数量最多，表明其转录反应更为强烈。蛋白质相互作用网络（PPI）分析揭示了代谢途径基因表达的显著变化。通过对所有压力组共有的差异表达基因构建的PPI网络进行分析，确定了关键的代谢调节因子，如上调的hk1和aldoaa以及下调的gck和fasn，这些因子表明了细胞对环境压力的协调代谢适应。DNA甲基化分析显示，CG型甲基化是主要类型的甲基化模式。HL组中的CHH和CHG甲基化水平高于其他组。通过整合DMR启动子基因和差异表达基因，分别在NC组与LO组、NC组与HT组以及NC组与HL组之间发现了12个、8个和29个重叠基因。KEGG分析显示，负调控重叠基因在NC组与LO组中显著富集的代谢途径包括TGF-β信号通路和内吞作用；在NC组与HT组中包括半乳糖代谢和氨基糖及核苷糖代谢；在NC组与HL组中包括其他糖类降解和多种N-糖类生物合成。这些发现表明，M. amblycephala对环境变化的适应是通过特定基因甲基化和转录水平的协调变化来实现的，从而精细调节了包括细胞内信号传导、葡萄糖代谢和糖缀合物代谢在内的生理过程。这些发现为优化M. amblycephala的养殖策略提供了理论支持。