近日，廈門大學海洋與地球學院、近海海洋環境科學國家重點實驗室柯才煥教授課題組在Environmental Science & Technology期刊上發表題為“Divergent carry-over effects of hypoxia during the early development of abalone”的研究論文。該研究發現胚胎期低氧暴露可以增強皺紋盤鮑（Haliotis discus hannai）在稚鮑期的低氧耐受力和度夏存活率，體現了鮑早期發育階段低氧暴露的延滯效應，并通過群體遺傳學和轉錄組學等方法初步揭示了這種表型差異的遺傳和表觀調控機制，為鮑低氧耐受新品種選育提供新的思路，也為理解海洋無脊椎動物如何應對多變環境提供新的視角。

圖1 胚胎期低氧暴露對鮑的延滯效應示意圖

鮑是鮑屬（Haliotis）物種的統稱，其肉質鮮美、營養豐富，是全球廣泛養殖的海產經濟貝類。我國是世界最大的鮑養殖國，福建是我國養殖鮑的主產區，但養殖鮑夏季大規模死亡事件嚴重制約了南方鮑養殖產業的可持續發展，其重要誘因之一是頻繁的低氧事件。通過鮑性狀遺傳改良以提高其低氧耐受力是解決夏季養殖鮑大規模死亡的有效途徑之一，然而迄今對鮑在低氧脅迫下的適應機制知之甚少。

在生物學領域，生物在某一生命階段經歷的環境條件（包括食物限制、鹽度變化、低氧、酸化、高溫等）可以使其在后期生命階段的發育和適應能力發生改變，從而影響種群動態，這被稱為延滯效應（carry-over effect）。受此啟發，本研究利用環境脅迫的延滯效應探索鮑的低氧耐受性狀遺傳改良方法。

本研究以當前中國的主養鮑種皺紋盤鮑為研究對象，開展了鮑胚胎期低氧暴露、稚鮑期低氧耐受性狀測評和海上養殖性能測評、幼體選擇信號分析和lncRNA-mRNA調控分析，結果表明：

1.胚胎期經低氧暴露的稚鮑在持續低氧脅迫下的存活率、低氧耐受力均顯著提高，而在高溫低氧期的生長有所減緩，充分體現鮑胚胎期低氧暴露而產生的延滯效應。

2.胚胎期低氧暴露對鮑有一定的遺傳分化作用，組學分析結果表明在低氧暴露條件下受強選擇的基因主要參與MAPK和mTOR等信號轉導、自噬、細胞凋亡、激素調節等生物學過程。

3.LncRNA-mRNA調控網絡參與DNA復制和修復、信號轉導、心肌活性和激素調節等生物學過程，在調節胚胎期低氧暴露的延滯效應中發揮重要功能。

圖2 遺傳分化和表觀調控在鮑低氧耐受性狀分化中的作用分析

綜上，水生動物通過遺傳選擇和表觀調控機制產生有利表型的能力對其在面對快速變化的環境條件下的生存和發展具有重要意義，同時也有助于鮑抗性性狀的遺傳改良。

該論文第一作者為廈門大學博士后沈雅威，通訊作者為柯才煥教授和游偉偉教授。多年來，柯才煥教授課題組致力于改良鮑的生長和品質等性狀，同時也針對鮑的耐高溫和耐低氧等抗性性狀的遺傳規律和育種進行了深入研究，取得了一系列理論和應用成果。

本研究受到國家自然科學基金面上項目（31872564、32172961）、福建省科技重大專項項目（2018YFD0901401）、農業部科技項目（CARS-49）以及福建省種業創新與產業化研究項目（2021FJSCZY02）等聯合資助。

論文來源：Shen, Y., Gan, Y., Xiao, Q., Huang, Z., Liu, J., Gong, S., Wang, Y., Yu, W., Luo, X., Ke, C., You, W. (2022). Divergent Carry-Over Effects of Hypoxia during the Early Development of Abalone. Environmental Science & Technology. 56(24): 17836-17848.

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.est.2c04975

供稿：沈雅威

編輯：蘇穎

審核：劉志宇、唐騰鳳