双壳类水产养殖是一种可持续且环保的动物蛋白来源,具有较低的碳足迹(Zhang et al., 2025a)。双壳类动物提供高质量的动物蛋白,富含氨基酸(Song et al., 2024a)和多不饱和脂肪酸(Tan et al., 2023; Zhang et al., 2025b),每年贡献约8.1万吨必需氨基酸和2.6万吨多不饱和脂肪酸(Tan et al., 2025a; Zhang et al., 2025c)。软体动物养殖,尤其是牡蛎养殖,在水生动物蛋白生产中发挥着越来越重要的作用,2022年占总水产养殖产量的20%(Food and Agriculture, 2024)。在牡蛎中,三种品种占主导地位:两种海洋牡蛎(太平洋牡蛎 Crassostrea gigas 和葡萄牙牡蛎 C. angulata)以及一种咸水牡蛎(香港牡蛎 C. hongkongensis)。
C. hongkongensis 是一种具有商业价值的牡蛎品种,原产于中国南部的河口生态系统。由于其生长迅速和营养价值高,C. hongkongensis 的养殖规模显著扩大,目前占中国牡蛎养殖产量的约30%(中国渔业统计年鉴,农业农村部,2024;Tan et al., 2024)。C. hongkongensis 能够耐受广泛的盐度范围(5至33 ppt),最佳生长盐度约为20 ppt(Li et al., 2024)。然而,极端降水事件(由气候变化引起)会导致河口盐度剧烈波动。低盐度已成为影响双壳类动物生存、生长和免疫功能的关键压力因素(Chen et al., 2022; Song et al., 2024b; Yao et al., 2025)。
近年来,使用人工海水在实验室中评估了 C. hongkongensis 对盐度变化的分子响应,以阐明其分子适应机制,特别是渗透调节途径,从而为保护策略和可持续水产养殖实践提供依据(Xiao et al., 2018; Ibrahim et al., 2023; Li et al., 2024; Yan et al., 2024)。总体而言,这些研究表明,C. hongkongensis 对高盐度(30至35 ppt)的响应是通过上调参与信号传导和代谢过程的基因来实现的,而对低盐度(5至6 ppt)的响应则是通过上调与渗透调节相关的基因来实现的,无论是通过牛磺酸和低牛磺酸代谢及苯丙氨酸代谢(Ibrahim et al., 2023),还是通过囊泡介导的运输和金属离子结合(Yan et al., 2024),或是通过组氨酸、精氨酸和脯氨酸代谢(Xiao et al., 2018; Li et al., 2024)。尽管已知在受控实验中的分子响应,但在自然环境中使该物种能够适应盐度突然下降的具体分子机制和转录途径尚未完全阐明。
虽然基于实验室的研究提供了基础性的见解,但其生态相关性受到人工条件和预适应样本使用的限制。为了解决这一限制,我们分析了 C. hongkongensis 对高降雨引起的自然低盐度的转录响应,以确定环境适应的分子机制。我们的发现揭示了在生态学上真实的低盐度压力下激活的分子途径,为双壳类动物的应激生理学提供了基本见解,并为沿海资源管理提供了实际应用。理解这些响应有助于识别潜在的应激抗性生物标志基因,并支持在气候变化背景下改进水产养殖场管理策略的发展。