研究盐碱水域鱼类的抗逆机制,对于盐碱水域的开发利用具有非常重要的意义。黑龙江所孙言春副研究员带领课题组开展的“大鳞鲃在盐碱生境胁迫下适应性进化调控机制”研究取得重要进展,相关成果“High-throughput metabolomics method based on liquid chromatography-mass spectrometry: Insights into the underlying mechanisms of salinity–alkalinity exposure-induced metabolites changes in Barbus capito”发表在JCR2区杂志《Journal of Separation Science》。
该课题组基于前期鲫鱼耐盐碱胁迫生长的代谢组学研究的基础上,综合运用代谢组学-转录组学-生理生化(酶或者蛋白质)联合分析,解析大鳞鲃氨转运主要载体——Rh糖蛋白的生物功能。揭示Rh家族转录子(Rhag,Rhbg,Rhcg1,Rhcg2等)与氨转运功能蛋白质(AMT)之间关联。代谢组学研究结果表明,苯丙氨酸(Phe)、丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)和色氨酸(Trp)等氨基酸类代谢物仍然在大鳞鲃适应盐碱机制中发挥了重要的拮抗作用;转录组研究结果表明,与氨转运、细胞凋亡和免疫反应等相关的表达基因存在显著差异,表现出明显的氧化应激症状;同时,在生理生化层面上,血氨、尿素等氨转运相关生物标志物显著升高。
本研究探究了大鳞鲃在盐碱胁迫下的抗逆生长及适应性进化分子机制,初步解答了鱼类氨排泄机制的科学内涵。通过该研究结果推测淡水硬骨鱼类可能采用Rh糖蛋白作为载体介导氨转运、增加尿素氮的合成等多种策略适应盐碱生境胁迫,同时也导致了鱼鳃组织抗氧化系统被破坏与脂质代谢紊乱,从而诱发细胞凋亡与免疫反应的发生。