转录组分析为感染了Ecytonucleospora hepatopenaei（EHP）的Litopenaeus vannamei鱼类的肌肉生长调控提供了分子证据

《Journal of Invertebrate Pathology》：Transcriptome analysis provides molecular evidence for muscle growth regulation in Litopenaeus vannamei infected with Ecytonucleospora hepatopenaei (EHP)

【字体：大中小】 时间：2026年05月10日 来源：Journal of Invertebrate Pathology 2.4

编辑推荐：

　　何传宇|银志鹏|田雅健|杨帆|曹铮|王翠霞|严东春|李婷|常林瑞|司凌军中国山东省烟台市鲁东大学渔业学院摘要由Ecytonucleospora hepatopenaei（EHP）引起的Litopenaeus vannamei肝胰腺微孢子虫病（HPM）主要表现为生长迟缓。迄今为止，

何传宇|银志鹏|田雅健|杨帆|曹铮|王翠霞|严东春|李婷|常林瑞|司凌军

中国山东省烟台市鲁东大学渔业学院

摘要

由Ecytonucleospora hepatopenaei（EHP）引起的Litopenaeus vannamei肝胰腺微孢子虫病（HPM）主要表现为生长迟缓。迄今为止，其抑制生长的机制仍不清楚。在这项研究中，我们对人工感染EHP 10天的虾进行了肌肉转录组测序，并调查了与mTOR通路相关的基因的表达特征，以探讨EHP感染虾肌肉生长抑制的分子机制。共鉴定出1289个差异表达基因，包括726个上调基因和563个下调基因。在EHP感染的虾中，与生长相关的基因显著下调，尤其是编码肌动蛋白和肌球蛋白的基因。此外，与细胞分裂相关的基因cyclin依赖性激酶1（CDK1）和与蜕皮相关的基因β-N-乙酰己糖胺酶20（HEX）的表达也显著受到抑制。然而，mTOR及其相关负调控因子（unc-51、Tsc1和FNIP1）的表达显著上调，同时免疫相关基因如抗脂多糖因子（ALF）和prophenoloxidase-激活因子3（PPAF3）的表达也上调。相比之下，NLR家族CARD结构域含4（NLRC4）的表达显著下调。功能富集分析显示，EHP感染主要影响蛋白质合成和葡萄糖代谢通路。进一步检测发现，在EHP感染后20天内，mTOR通路中的关键基因表达显著上调。这些发现表明，EHP感染引发了免疫反应，并破坏了肌肉细胞分裂、蛋白质合成和蜕皮过程，为阐明EHP感染后虾的生长调节分子机制提供了宝贵信息。

引言

水生动物作为高质量蛋白质来源而广受欢迎，截至2014年，全球水产养殖产量已超过野生捕捞量。2022年，Litopenaeus vannamei的产量达到680万吨（FAO，2024年）。作为主要的水产养殖国家，中国2023年的L. vannamei海水养殖产量为143万吨，占总甲壳类动物产量的69.57%（农业农村部，2024年）。L. vannamei由于养殖周期短且耐盐性强，在高密度集约化养殖中发展迅速。然而，它同时也面临多种传染病的威胁，给虾类养殖业带来了巨大经济损失（Asmild等，2024；Liu等，2018；Tan等，2024；Yang等，2022）。

Ecytonucleospora hepatopenaei（EHP）于2009年首次在泰国的Penaeus monodon中被发现，并被正式命名为微孢子菌。它是虾类养殖中最普遍且最具经济破坏性的传染性病原体之一（Thitamadee等，2016；Tourtip等，2009）。印度、越南和印度尼西亚等主要虾类生产国受影响最为严重，EHP已在中国的主要虾类养殖区广泛传播。我们团队在山东省639份L. vannamei样本中检测到EHP的感染率为51.2%（Hou等，2021）。2022年，韩国首次报道了养殖L. vannamei的EHP感染案例（Kim等，2022）。由于其以几丁质孢子繁殖、易于传播和临床症状不明显为特点，EHP感染在早期不易被发现（Yuanlae等，2024）。还有报道称，EHP不仅存在于虾类中，也存在于其他甲壳类动物中，如海洋蟹类，进一步扩大了其传播途径（Mani等，2022）。感染EHP的L. vannamei主要表现为生长迟缓、个体大小不均匀，并伴有肝胰腺病变（Biju等，2016）。正常摄食但生长受阻导致的饲料浪费严重影响了虾类养殖的经济可行性，而EHP感染抑制肌肉生长的具体机制仍不清楚。

目前，对EHP感染引起的虾生长迟缓机制的研究仍处于初级阶段。肌动蛋白、肌球蛋白、肌抑素以及最近发现的SRC已被确定为与虾肌肉生长相关的基因（Wang等，2019）。Ning等（2019）进行了蛋白质组学分析，发现EHP改变了虾中生长相关基因FaMeT、JHEC1和蜕皮激素调节蛋白（ERP）的表达。对自然感染EHP的L. vannamei进行的微生物组和转录组分析表明，有益肠道细菌显著减少，与碳水化合物消化和吸收相关的通路明显富集（Duan等，2021）。我们团队此前对实验性EHP感染后的L. vannamei肝胰腺进行了转录组测序，证实EHP感染影响了虾中免疫和代谢相关基因的表达（曹等，2023）。此外，mTOR作为调节个体生长、免疫和代谢相关功能的重要通路受到了广泛关注（Shao等，2020）。此前，我们还发现EHP感染上调了L. vannamei肠道中与mTOR通路相关的基因表达（曹等，2025）。然而，目前仍缺乏针对直接与生长相关的目标器官肌肉的研究。

为了探索EHP感染对虾肌肉生长的直接影响，我们对L. vannamei进行了人工EHP感染实验，并通过转录组测序技术比较和分析了健康组与EHP感染组的肌肉转录组信息，以鉴定差异表达基因（DEGs）和EHP感染下的生长相关信号通路。此外，还检测了EHP感染后多个时间点虾肌肉中mTOR通路关键基因的表达水平。本研究有望为揭示EHP感染后L. vannamei生长抑制机制提供分子基础。

部分摘录

L. Vannamei样本

本实验使用的SPF虾来自中国渔业科学院黄海渔业研究所，平均体长4.70±0.90厘米，体重0.96±0.78克。EHP阳性样本来自山东省滨州市的一个虾场。实验开始前，对SPF虾进行了随机取样和检测，以确保没有EHP等相关流行病感染。

EHP感染的PCR检测

通过检测第10天肝胰腺DNA的PCR，然后使用紫外线凝胶成像系统进行 visualization，结果显示所有15个HG样本均无阳性条带（图1A）。在15个EG样本中，样本1、2、4、5、7、8、9、10、11、12和13在358 bp处显示出明显的阳性条带，而样本3、6、14和15则没有阳性条带（图1B）。

EHP载量的测定

使用了八种梯度dsDNA质粒，载量范围为1.39×10⁸至1.39×10¹

讨论

EHP感染主要导致L. vannamei生长迟缓，该病原体具有高度传染性，可通过水平传播和垂直传播（Salachan等，2016）。一旦爆发，很难控制，给养殖业带来了巨大经济损失（Patil等，2021）。EHP感染通常不会直接抑制摄食，从而导致严重的饲料浪费。在EHP感染下，生长迟缓可能是由多种因素共同作用引起的。

结论

总结来说，本研究直接使用肌肉作为目标组织，基于RNA-seq技术初步探讨了EHP感染抑制虾肌肉生长的分子机制。结果显示，差异表达基因（DEGs）主要与生长调节相关，尤其是几种肌动蛋白和肌球蛋白基因的表达显著下调，重要的生长相关生理功能如细胞分裂和蜕皮也受到抑制。

数据可用性

本研究中生成的原始测序数据已存放在NCBI Sequence Read Archive（SRA）中，BioProject访问号为PRJNA1430601。

CRediT作者贡献声明

何传宇：撰写——原始草稿、软件、方法学、数据管理、概念构思。银志鹏：撰写——审阅与编辑、数据管理。田雅健：验证、方法学、调查。杨帆：方法学、调查、数据管理。曹铮：验证、调查、数据分析。王翠霞：验证、调查、数据管理。严东春：可视化、项目管理、方法学、资金获取。李婷：软件、方法学、资金支持

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

本工作得到了山东省自然科学基金（ZR2023QC050、ZR2024MC115）、山东省高等学校青年教师科技创新支持计划（2024KJI021）和

联系信箱：

摘要

引言