发布日期：2026-09-04
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花斑裸鲤（Gymnocypris eckloni）是黄河上游裂腹鱼亚科的代表性物种，在该区域及其周围水系中具有重要的生态价值。近年来由于人工繁育和增殖放流工作的顺利开展，花斑裸鲤种质资源保护和恢复取得显著成效，但全球变暖和生态环境恶化造成的低氧严重限制了其种群发展。目前关于花斑裸鲤的研究主要集中在生物学特性、形态学观察和人工繁育等方面，对其低氧响应分子机制缺乏深入研究。
研究团队利用转录组、蛋白质组和代谢组联合分析急性低氧胁迫12 h和慢性低氧胁迫不同时间（24 h、96 h和168 h）花斑裸鲤肝脏、鳃和血液中基因和蛋白表达及代谢物丰度的变化，整合组织学和生理生化参数，系统探究花斑裸鲤低氧响应的分子机制。结果显示，急性低氧胁迫12 h可造成肝脏和鳃严重的氧化损伤，并诱导脂滴形成和细胞凋亡（图1）。转录/蛋白-代谢联合分析发现，花斑裸鲤能够通过提高无氧糖酵解、脂质和氨基酸代谢以及激活内分泌与免疫系统来应对短期的急性低氧环境，而类似的现象并未在慢性低氧胁迫过程中发现。基于STEM和WGCNA分析（图2），筛选获得一些低氧响应关键基因（hif-1a、vhl、vegfaa、epo、egln1、egln3、glut1、foxo1、foxo3等）和信号通路（糖酵解/糖异生、FoxO信号通路、mTOR信号通路、PI3K-AKT信号通路、PPAR信号通路等），并构建了低氧相关的转录/蛋白-代谢调控网络（图3）。
国家重点实验室祁得林课题组从不同水平揭示花斑裸鲤低氧胁迫响应的分子机制，丰富花斑裸鲤低氧调控知识，为高原特有鱼类的环境适应研究积累科学数据。该研究获青海省科技厅“帅才科学家”负责制项目（2024-SF-102）和国家自然科学基金（32371578）资助。研究结果分别以“Histological, biochemical and multi-omics integrative analyses provide insight into the response mechanisms of Gymnocypris eckloni to hypoxia”、“Dynamic immune regulation of Gymnocypris eckloni in response to severe short-term hypoxia and moderate prolonged hypoxia”和“Physiological and transcriptomic responses of the gills in Gymnocypris eckloni under acute and chronic hypoxia stress”为题发表于《Aquaculture Reports》、《BMC Genomics》和《Comparative Biochemistry and Physiology D-Genomics & Proteomics》。
图1 常氧（左）和急性低氧胁迫下（右）花斑裸鲤肝脏组织学特征
图2 急性低氧和慢性低氧胁迫下肝脏（左）和血液转录组（右）的WGCNA分析
图3 急性低氧胁迫下花斑裸鲤肝脏转录/蛋白-代谢联合分析
参考文献：
Shenji Wu, Mingzhe Xia, Dan Liu, Wei Wang, Cunfang Zhang, Junmei Jia, Fei Tian, Delin Qi*. Histological, biochemical and multi-omics integrative analyses provide insight into the response mechanisms of Gymnocypris eckloni to hypoxia. Aquaculture Reports, 2026, 50: 103781. https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2026.103781.
Shenji Wu, Ziyi Wang, Mingzhe Xia, Dan Liu, Wei Wang, Cunfang Zhang, Junmei Jia, Fei Tian, Delin Qi*. Dynamic immune regulation of Gymnocypris eckloni in response to severe short-term hypoxia and moderate prolonged hypoxia. BMC Genomics, 2026. https://doi.org/10.1186/s12864-026-13296-4.
Shenji Wu, Mingzhe Xia, Ziyi Wang, Dan Liu, Wei Wang, Cunfang Zhang, Junmei Jia, Fei Tian, Delin Qi*. Physiological and transcriptomic responses of the gills in Gymnocypris eckloni under acute and chronic hypoxia stress. Comparative Biochemistry and Physiology. Part D, Genomics & Proteomics, 2026, 59: 101832. https://doi.org/10.1016/j.cbd.2026.101832.
