《Food Bioscience》：Improving Penaeus monodon Survival During Live Transport: Gradient Cooling Acclimation Reduces Stress and Enhances Immunity Through Proteomic Modulation
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对虾Penaeus monodon梯度冷却低温适应可显著提升运输存活率，其机制涉及代谢调控、氧化应激缓解及免疫增强。传统运输组4小时存活率仅5%，而梯度冷却组通过稳定酶活性、优化糖代谢及抑制炎症相关蛋白表达实现高效运输。研究系统分析了水温、氨氮、pH等环境参数对生理生化及蛋白质组学的影响，为活体运输技术优化提供理论支撑。
人员名单：任坤|吴梦彤|曹天乐|张龙腾|李川|张晓轩|何彦福
海南大学食品科学与工程学院，中国海南省海口市美兰区人民路58号，570100
摘要
活体运输罗非鱼（Penaeus monodon）对于维持水产养殖中的虾产品质量至关重要，然而传统的运输方式在没有诱导休眠的情况下往往会导致严重的应激和死亡率。然而，关于罗非鱼在运输过程中的应激反应和适应性调节的研究仍然有限。本研究探讨了低温适应对罗非鱼运输存活率的影响，并将其与传统的非冷藏（WC）储存方法进行了比较。分析了水质参数、生理、生化和蛋白质组学反应。非冷藏组（WC）的溶解氧（DO）水平显著下降，氨氮浓度升高；血淋巴中的葡萄糖水平逐渐降低，而过氧化氢酶（CAT）、碱性磷酸酶（ALP）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性最初增加后急剧下降；乳酸（LA）积累严重，活体运输4小时后存活率降至5%。相比之下，低温适应改善了生理状态，低温适应组（GC）的表现最佳，前4小时的葡萄糖消耗率降低了56.5%；梯度降温（GC）组的ALP活性是WC组的136.2%，急性降温（AC）组的108.5%；CAT和SOD活性保持稳定升高，而其他组在后期显著下降。蛋白质组学分析显示，急性降温组上调了与氧化磷酸化、ATP代谢、应激反应和凋亡相关的蛋白质，而低温适应组则促进了糖酵解和免疫相关蛋白质的表达。低温适应通过降低代谢、减轻应激和增强免疫力来提高罗非鱼的运输存活率。
引言
罗非鱼是全球三大养殖虾类之一，在中国沿海地区广泛养殖。其受欢迎的原因在于生长速度快、养殖周期短，并且对温度和盐度等环境因素有很强的适应性（Waiho等人，2025年）。新鲜的罗非鱼营养价值高，含有丰富的蛋白质、欧米伽-3脂肪酸和其他必需营养素。然而，死亡后其质量会迅速下降，包括蛋白质氧化降解和脂肪酸组成改变，导致保水能力和肉质下降（Chen等人，2022年；D. Li等人，2020年）。因此，开发有效的活体运输技术已成为全球研究重点，以满足对高质量水产品日益增长的需求。
活体运输是水产品常用的保存方法。活体运输过程中的应激反应不仅会降低动物福利，还会加速肉质恶化，最终导致更高的发病率和死亡率（Fotedar和Evans，2011年；Nguyen等人，2020年）。因此，优化活体运输策略以减少应激并维持水生动物的生理平衡对于行业的可持续发展至关重要。作为一种成本效益高的运输方式，低温运输可以有效缓解水产品的应激反应（Feng等人，2023年）。因此，本研究将探讨低温运输对罗非鱼存活率的影响，以传统运输方法作为对照。传统储存和运输方式是在不诱导休眠的情况下直接进行充氧活体运输，使水产品容易在运输过程中产生各种应激反应。这些变化由微环境参数（包括DO、pH、温度和氨氮水平）和物理刺激引发（Larssen等人，2021年），最终导致存活率显著下降。为了解决这些问题，研究人员探索了通过温度诱导休眠来改善运输效果的方法（Bubner等人，2009年）。
温度调节诱导的休眠可以有效地提高过氧化氢酶（CAT）活性并改善水质参数，从而显著提高运输后的存活率（Souza等人，2013年）。目前已建立了两种基于降温（AC）和梯度降温（GC）的方法。鱼类和贝类在达到特定临界温度时会死亡。尽管AC操作简单且设备要求低，但温度从环境温度突然降至临界温度会引起严重的应激反应，表现为高血糖、肝功能障碍和免疫抑制（D. Xu等人，2021年；Xu等人，2022年）。在分子水平上，快速降温会导致能量代谢相关基因下调、凋亡和炎症相关基因上调，以及运输过程中的潜在死亡（Zheng等人，2022年）。相比之下，梯度降温使用可控的降温速率来诱导渐进性休眠，有效缓解温度引起的应激。然而，降温速率必须针对特定物种，因为不适当的速率可能会引起严重的应激反应，从而影响存活率。
目前关于罗非鱼在水资源受限的活体运输过程中的环境应激反应机制和调节途径的研究仍然有限。为了填补这一空白，本研究系统地探讨了关键环境参数（包括水温、氨氮浓度和pH）对罗非鱼存活率和生理反应的影响。我们的主要目标是阐明这些水环境因素与存活结果之间的关系。通过此研究，我们旨在阐明微环境应激下激活的基本应激反应机制和适应性调节途径。此外，我们还评估了低温适应提高存活率和改善生理状态的潜力，从而为开发更高效的活体运输技术提供理论依据和实践策略。
部分摘要
活体运输方法
从海口的海志辉海鲜市场购买了20克±2克的罗非鱼，并在20分钟内将其运输到实验室，在充氧条件下进行处理。在实验前，这些虾在以下参数的海水中暂时养殖了2小时：盐度33‰、温度25°C（±0.5°C）、pH 7.8（±0.1）和DO ≥5 mg/L。
WC组（对照组）：临时饲养后，活体罗非鱼直接转移到装有...
不同活体运输处理下水质参数的变化
不同活体运输处理方法下水环境中的pH值、DO含量和氨氮含量分别如图1A、1B和1C所示。所有组的pH值最初显著下降，然后逐渐升高（p < 0.05）。pH值的初始下降主要是由于罗非鱼在运输过程中通过呼吸作用产生的CO2以及乳酸等有机酸的积累（Trushenski等人，2013年）。结论
在水生环境中的传统活体运输和储存过程中，罗非鱼的溶解氧（DO）水平下降，氨氮含量逐渐增加。因此，为了应对持续和加剧的环境压力，生理代谢加剧。能量底物（如葡萄糖）迅速耗尽；乳酸脱氢酶（LDH）活性增加，导致乳酸（LA）积累；在持续的压力下，碱性磷酸酶（ALP）活性显著下降，表明可能存在不可逆的损伤...
作者贡献声明
何彦福：撰写——审稿与编辑、监督、资源获取、项目管理、资金申请。张晓轩：方法学、正式分析。任坤：撰写——初稿、可视化、软件使用、方法学、调查、正式分析、数据整理、概念化。李川：可视化、正式分析、概念化。张龙腾：验证、正式分析、概念化。曹天乐：方法学、正式分析。吴梦彤：方法学...
未引用的参考文献
Li等人，2020年；Xu等人，2021年。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
数据可用性
支持本研究结果的数据可向通讯作者索取。
动物福利
本研究中使用的实验动物已获得海南大学动物福利与伦理委员会的批准。批准编号：NUAUCC-2025-00214
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
致谢
本研究得到了海南省重点研发项目[ZDYF2024XDNY258]和海南省科技专项资金[GHYF2024022]的支持。
