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仿刺参（Apostichopus japonicus）又名刺参,其营养价值和经济价值突出,是我国第五次海水养殖浪潮的代表性物种之一。随着水产遗传育种技术取得不断突破,刺参养殖业已经成为我国沿海渔业经济发展的重要支撑。近年来,极端高温天气和疾病灾害的频繁发生,使得刺参养殖业的发展受到了严重的制约。因此研究解析刺参应对逆境胁迫（病原和高温）的调控机理,为刺参抗病、耐高温新品种的选育和种质优化提供参考依据。本研究以逆境胁迫下化皮的刺参体壁组织为研究对象,采用RNA测序技术,获得了病原侵染和高温胁迫下刺参体壁的转录表达图谱,通过生物信息学分析,完成了差异表达miRNA的筛选和验证;进行了差异表达miRNA靶基因与mRNA测序数据关联分析,筛选并验证了关键的负调控基因,构建miRNA-mRNA基因共表达网络;对circRNA进行了ceRNA分析,构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络。研究结果为解析刺参在灿烂弧菌侵染和高温胁迫下的分子调控机制提供基础数据,为刺参抗病、耐高温新品种的选育和种质优化提供参考。主要研究结果如下:1.灿烂弧菌侵染下刺参miRNA与mRNA关联分析及ceRNA调控网络构建采用1×10~6CFU/m L浓度的灿烂弧菌侵染获得化皮刺参的体壁组织,并以健康刺参的体壁组织为对照,对体壁组织进行miRNA测序分析。结果显示,对照组（PT10H）与病原侵染组（PT16S）平均获得了5,902,588条和5,053,529条有效序列,其中70.32%的有效序列在21-24nt之间,40.32%序列长度为22nt;通过数据库比对,PT10H组鉴定出194个已知miRNA和19个新的miRNA,PT16S组鉴定出182个已知miRNA和42个新miRNA。差异表达分析筛选到了2个上调和11个下调的显著差异表达的miRNA（DEmiRNA）。靶基因的预测和富集分析结果显示,DEmiRNA共预测到了9680个靶基因,这些基因被注释到8199条GO term中,显著富集的Go term有432条,主要与细胞信号转导和抗原呈递相关。KEGG分析显示靶基因被注释到了313条KEGG通路中,有23条通路显著富集,主要与细胞凋亡和免疫应答相关。将转录组测序结果中筛选到的496个差异表达基因（DEGs）与DEmiRNA的靶基因进行关联分析,共筛选到了40个负调控DEGs,构建的miRNA-mRNA调控网络显示细胞自身抗原异构体（ICA69）、有机阳离子转运蛋白样（ORCT）和层粘连蛋白亚基beta-1（LAMB1）基因在刺参响应灿烂弧菌侵染过程中起到了关键作用。RT-q PCR验证结果显示DEmiRNA和DEG的表达趋势与测序结果一致。转录组测序结果中,PT10H组和PT16S组中共鉴定到了4,682个circRNA,其中表达量存在显著差异的circRNA有28个。选择28个差异表达circRNA,13个DEmiRNA和40个负调控DEGs,用来构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络。对该ceRNA调控网络中的基因进行富集分析,有40个基因显著富集到了129个GO terms中。KEGG分析显示有24个基因被显著富集到了31条通路中,AGE-RAGE信号通路和m TOR信号通路等与细胞活动相关的通路被显著富集,可能为刺参响应病原的关键通路。2.高温胁迫下刺参miRNA与mRNA关联分析及ceRNA调控网络构建采用32℃为胁迫温度获得化皮刺参的体壁组织,并以健康刺参的体壁组织为对照组,对体壁组织进行miRNA测序分析。miRNA测序结果显示,对照组（TT10H）组平均获得4,847,281条有效序列,共鉴定到263个已知miRNA和31个新miRNA,高温胁迫组（TT30S）共鉴定到188已知miRNA和17个新miRNA。差异表达分析筛选到了5个上调和8个下调的DEmiRNA。13个DEmiRNA共预测到了16563个靶基因,这些基因被注释到8745条GO term中,显著富集的Go term有334条,主要与细胞活性和细胞代谢相关。KEGG分析显示靶基因被注释到了313条KEGG通路中,有25条通路显著富集,主要与细胞活动和物质转运相关。将DEmiRNA的靶基因与mRNA测序获得差异表达基因（DEGs）进行关联分析,共筛选到了101个负调控DEGs,构建的miRNA-mRNA调控网络显示BAG家族分子伴侣调节剂3（BAG3）、E3泛素蛋白连接酶（TRAF7）、WD含重复蛋白20（WDR20）和糖蛋白3-α-L-岩藻糖基转移酶（FUT4）基因在刺参响应高温胁迫过程中起到了关键作用。RT-q PCR验证结果显示所有DEmiRNA和DEG的表达趋势与测序结果一致。高温胁迫组中共鉴定到了6,494个circRNA,其中有75个差异表达circRNA,将其与13个DEmiRNA和101个负调控DEGs共同用来构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络。对该ceRNA调控网络中的基因进行富集分析,101个基因富集到了195个GOterms中。KEGG分析显示58个基因显著富集到了20条通路中,其中IN17信号通路等与炎症反应相关的通路被显著富集。本研究结果显示miRNA、cicrRNA及ceRNA在刺参响应逆境胁迫时起到了一定的作用,刺参可以通过miRNA的表达调控免疫和热应激相关基因的表达来响应灿烂弧菌侵染和高温胁迫。ceRNA调控网络的构建对于发现和筛选网络中关键分子及调控网络的研究具有指示作用,可以为之后相关分子的功能研究奠定基础。在两种胁迫下泛素介导蛋白水解都起到了关键作用,但具体调控机制还需要进一步的研究。