军曹鱼幼鱼肠道应对低氧胁迫的生理响应及组学分析

来源 :广东海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwwhyhvcn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)是衡量水体中的生物生长状况和污染程度的重要指标,也是维持生物生存和生态平衡的关键环境因子之一。溶解氧不足时,机体的生长发育、呼吸、新陈代谢、繁殖及免疫功能等各种生化反应和生理功能均会受到影响,严重时会发生死亡。随着全球气候变暖和水体富营养化引发的一系列生态问题的出现,水体低氧化现象越来越严重。军曹鱼(Rachycentron canadum)作为暖水性鱼类,是我国南方海水网箱养殖的重要经济鱼类之一,受自然因素和人为因素的影响,在养殖过程中易出现低氧现象。肠道作为鱼类消化和吸收营养物质的主要场所,免疫调节的重要器官,对鱼体健康起着重要作用。但目前关于低氧对军曹鱼肠道的影响研究还是有限的。因此,本研究以低氧(3.15±0.21)mg/L水体中养殖28 d的军曹鱼幼鱼肠道为实验材料,从酶活、组织学、转录组和代谢组方面研究军曹鱼肠道应对低氧胁迫的生理响应机制。主要研究结果如下:1、低氧胁迫对军曹鱼肠道消化酶活性、肠道形态结构及紧密连接蛋白基因表达的影响低氧胁迫后,军曹鱼幼鱼肠道消化酶活性、肠道形态结构及紧密连接蛋白相关基因m RNA表达发生变化。肠道消化酶活性呈降低的变化,其中,淀粉酶和脂肪酶活性均极显著低于对照组,胰蛋白酶活性显著低于对照组。肠道形态结构发生显著改变,即显微观察下,肠道的黏膜皱襞高度和肌层厚度均极显著低于对照组,绒毛宽度显著低于对照组;透射电镜观察显示,与对照组相比,低氧组军曹鱼幼鱼肠道微绒毛排列杂乱、萎缩、脱落,紧密连接部分出现间隙,细胞与细胞之间边界模糊不清,细胞结构不清晰。此外,肠道紧密连接蛋白相关基因的表达量呈现不同程度下调,其中ZO-1和Claudin-4的表达量均极显著低于对照组,ZO-2、Occludin的表达量均显著低于对照组。综上,低氧胁迫会抑制军曹鱼肠道消化酶活性,破坏肠道形态结构进而导致肠道紧密连接蛋白相关基因的低表达。2、低氧胁迫下军曹鱼肠道转录组学分析利用转录组学测序技术对低氧胁迫28 d的军曹鱼肠道进行研究,共鉴定出1017个差异表达基因(DEGs),其中247个上调基因,770个下调基因。KEGG通路富集分析表明,共有439 DEGs个被注释到KEGG通路,其中62条信号通路被显著富集,包括谷胱甘肽代谢、脂肪消化吸收、细胞色素P450的异生素代谢、胆汁分泌、精氨酸和脯氨酸代谢、组氨酸代谢、矿物质吸收、甘油脂代谢、三羧酸循环、糖酵解/糖异生、脂肪酸代谢等多条重要的代谢通路。DEGs功能分析表明低氧影响了军曹鱼肠道的抗氧化和解毒功能、氨基酸代谢、糖脂代谢及离子转运功能。3、军曹鱼响应低氧胁迫转录组SNP位点鉴定及其功能注释分析通过SOAPsnp软件对军曹鱼幼鱼对照组和低氧组肠道转录组测序结果进行SNP检测,并将其比对到GO、KOG、KEGG数据库进行功能注释。结果显示,军曹鱼转录组SNP位点分布在26120条SNP-Unigene上,共检测到431845个SNP位点,SNP平均发生频率约为1/171 bp。SNP-Unigene功能注释发现,在低氧胁迫条件下,军曹鱼SNP-Unigene主要与信号转导、传染病、癌症和内分泌系统等生物过程有关。进一步筛选到PI3K-Akt信号通路等10条参与低氧调控的重要信号通路。基于转录组差异基因分析,检测了MAPK信号通路等5个重要免疫通路中15个免疫相关基因的SNP位点分布情况。同时,也检测了HIF-1信号通路中PIK3CA等8个差异基因的SNP位点分布情况。研究结果将为进一步挖掘免疫及低氧相关SNP的分子遗传标记奠定基础,为军曹鱼低氧适应机制的深入研究提供科学参考。4、低氧胁迫下军曹鱼肠道代谢组学分析利用非靶向代谢组学测序技术对低氧胁迫28 d的军曹鱼肠道进行研究。结果显示,正离子模式下鉴定到211种差异代谢物(SDMs),其中58种上调,153种下调;负离子模式下鉴定到123种代谢物,18种上调,105种下调。通过对差异代谢物进行通路富集分析,发现SDMs主要富集谷胱甘肽代谢、鞘脂类代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、亚油酸的新陈代谢、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸降解、组氨酸代谢等代谢通路。SDMs分析结果表明低氧胁迫后军曹鱼肠道的抗氧化功能、氨基酸代谢和脂代谢受到影响。
其他文献
背景:白癜风是一种因表皮黑素细胞破坏消失导致皮肤黏膜出现白斑的自身免疫性疾病。国内外研究表明,CD8+T细胞介导的免疫应答是导致黑素细胞损伤的关键效应环节,但启动白癜风异常免疫应答的因素和机制尚未完全阐明。机体代谢稳态是组织器官免疫反应的基础调节剂。部分代谢物具有不依赖于传统上作为生物合成和能量代谢过程中的底物和中间体的免疫调节作用,称为免疫代谢物,其可通过调节炎性因子分泌、转录因子活性等激活或抑
学位
海豚链球菌(Streptococcus iniae)感染会引起鱼类疾病爆发,已有报道指出该菌会使卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)、尼罗罗非鱼(Oreochromis nilotica)和石斑鱼(E pinephelus spp.)等发生脑膜炎和败血症,临床症状表现为体表发黑,嗜睡、游动缓慢、眼球突出、充血、浑浊,肝脾脏肿大和出血,死亡率高达50%。中国、美国和澳大利亚等多个国家报道
学位
背景:随着肥胖症在全球范围内的流行,非酒精性脂肪性肝病(Non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)已经成为全球公共健康问题。由于其发病机制的复杂性,目前临床上尚无批准用于治疗NAFLD的特效药。在众多的发病机制中,肝脏脂质合成和分解代谢失衡是引起肝脏脂质大量累积,促进NAFLD发生、发展的核心因素。因此,阐明调控肝脏脂质合成和分解代谢的关键分子机制,是寻找NA
学位
露天煤矿开采引发的一系列生态环境问题,严重影响区域经济的可持续发展。通过研究露天煤矿开采区内植被受损状况和受损原因、分析区域内土壤重金属污染程度和污染来源,对区域内土壤重金属污染生态风险进行评估和分析,可以为露天煤矿开采区环境监测与评估,以及矿区环境恢复和治理提供信息支撑,对于促进矿区经济和环境协调发展具有重要意义。论文选择新疆准东煤田五彩湾露天矿区作为研究区,利用遥感数据反演的植被覆盖度和不同采
学位
随着经济发展与国家内循环大战略的推进,支农支小、居民等普惠金融客户对资金需求在持续增加,普惠金融业务助力于社会经济发展与融资服务发挥了重要作用,与此同时,商业银行普惠金融业务由于信用风险不可控、贷前调查不尽责、贷中审查不到位、贷后检查形式化等原因,普惠金融业务的不良率有上升的趋势,金融业务的风险隐患也日渐复杂,风险管理问题不可小视。本研究对F银行普惠金融业务风险管理问题进行分析,全文研究基于信息不
学位
在液压系统中,流量阀因能够通过改变节流口开度来控制负载速度而被广泛使用,随着电子元件的发展,电液比例节流阀因其结构简单、高频响、高精度控制等优点逐渐成为主流。电液比例流量阀可分为比例节流阀和比例调速阀,比例节流阀输出流量容易受到负载影响,流量输出精度较低,为克服此问题,目前多采用连接压力补偿器或利用流量传感器检测反馈来保持流量恒定,但上述方法存在着通流能力差、流量控制精度低、压差不可控等问题。针对
学位
未成年人社区矫正制度开始于二十世纪二三十年代,主要是指对于符合社区矫正条件的未成年犯安置于指定的区域内,在国家机关及其它社会力量的共同协助下,通过社区矫正措施,帮助其纠正恶习,并顺利重融社会的一种刑罚制度。由于未成年人在心智方面还处于发育阶段,且犯罪主观恶意程度小,应适用处罚较轻的刑罚措施,因此,社区矫正制度应运而生。该制度的建立,有助于未成年人回归社会、有利于节约社会成本、避免交叉感染和促进社会
学位
溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)作为弧菌病的重要病原体之一,可引起鱼、贝、虾等水生动物产生败血症、体表溃疡和出血等病变。使用微生态制剂控制水产养殖动物的细菌性疾病具有广阔的应用前景,目前芽孢杆菌在水产养殖中的应用越来越多,但是关于病原菌是如何应对拮抗菌的作用还有待研究。芽孢杆菌为红树林的优势菌属,本研究首先从湛江海域的红树林地区分离筛选出一株对溶藻弧菌HY9901具有抑制作用的
学位
本研究对72份水稻种质苗期和成熟期的表型指标、生理指标以及产量指标进行测定,并对不同时期各项指标进行统计分析,将不同水稻种质进行耐盐性分类,为耐盐碱水稻种质利用、新种质创制和新品种培育提供参考。水稻苗期试验采用水培方式,用0.5%Na Cl盐溶液胁迫10 d后,对地上部分、根系表型进行测定,同时测定丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、POD活性、CAT活性。水稻成熟期试验采用桶栽方式,从3叶期开
学位
罗非鱼,又名非洲鲫鱼,是联合国粮农组织推荐的重要水产养殖品种之一。我国是全球最大的罗非鱼生产国,近年来罗非鱼加工迅速发展,在加工过程中产生了大量的副产物,但目前除了少部分用于饲料加工外,大多仍被废弃。前人研究已表明罗非鱼加工副产物中富含蛋白质、糖胺聚糖等高值化物质。硫酸软骨素(Chondroitin Sulfate,CS)是糖胺聚糖的一种,具有抗炎、抗凝血、降血脂、抗肿瘤等生物活性,主要含有硫酸软
学位