大黄鱼(Larimichthys crocea)是中国和东亚特有的一种养殖海洋鱼类,由变形假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)引发的内脏白点病是近几年网箱养殖大黄鱼的常见病害,每年都造成严重的经济损失。宿主与病原体之间的相互作用非常复杂,在感染过程中涉及基因表达的大量动态变化,这些相互作用对于理解宿主的抗感染能力以及病原体的致病机理是至关重要的。目前,关于变形假单胞菌致病机制的研究尚处于起步阶段,基于多时间点dual RNA-seq探索变形假单胞菌-大黄鱼完整感染过程的研究未见报道。有鉴于此,本文应用dual RNA-seq技术展开大黄鱼与变形假单胞菌的互作研究,主要内容如下:建立了变形假单胞菌-大黄鱼的急性感染模型,并利用dual RNA-seq技术同时测定不同感染阶段宿主与病原的转录组变化。受变形假单胞菌感染的大黄鱼的脾脏表现出典型症状,脾脏中病原菌载量在感染后第2天(days post-infection,dpi)达到最大。对多个时间点受感染大黄鱼的脾脏进行dual RNA-seq测序,以注射PBS的大黄鱼脾脏和体外培养的变形假单胞菌的转录组数据作为对照进行比较。结果表明,病原体与宿主之间的相互作用是高度动态调控的,在感染过程中,宿主和病原体转录组会发生相应的变化。宿主方面,涉及细胞因子-细胞因子受体相互作用、Toll样受体信号传导等免疫相关途径的许多基因在感染期间的表达水平显著上调。此外,变形假单胞菌感染在整个感染过程中都严重影响大黄鱼的代谢过程和氧气利用。变形假单胞菌方面,运动和鞭毛组装通路相关基因在整个感染过程中的表达水平都显著上调,表明运动性在变形假单胞菌的感染过程中起着重要作用。WGCNA分析的结果表明细菌代谢过程与整个免疫过程密切相关。基于时间序列dual RNA-seq,我们初步分析了整个感染过程中大黄鱼与变形假单胞菌相互作用在转录组层面的具体表现,并挖掘出潜在的互作功能基因。然后我们选取了经dual RNA-seq数据分析在感染过程中表达量显著上调的变形假单胞菌clpV基因,设计并合成了5个shRNA用于沉默变形假单胞菌中的该基因,最高沉默效率达到96.1%。与野生型菌株相比,clpV沉默菌株感染大黄鱼的发病时间延迟了2 d,并且死亡率降低了25%,同时脾脏表面的白点也明显减少。取病原载量最高的2 dpi受感染大黄鱼脾脏进行dual RNA-seq,与野生菌株感染的大黄鱼脾脏对比,clpV沉默菌株感染的大黄鱼脾脏中宿主与病原的转录组都发生显著变化,KEGG分析结果表明,细胞因子-细胞因子受体相互作用通路、Toll样受体信号通路、C型凝集素受体信号通路和MAPK信号通路受变形假单胞菌clpV基因的影响最大。此外,野生菌株和clpV沉默菌株的比较分析显示转录组发生显著变化。研究结果表明,clpV基因是变形假单胞菌的重要毒力基因,大黄鱼更容易抵抗clpV沉默菌株的感染而非野生型菌株,沉默菌株的侵染力明显下降。综上所述,本文应用时间序列dual RNA-seq研究了大黄鱼-变形假单胞菌之间的相互作用,分析显示大黄鱼抗感染能力与代谢密切相关,运动性是变形假单胞菌感染能力的重要因素。进一步结合RNA干扰技术,解析了变形假单胞菌基因clpV对毒力的影响。本文研究的结果有助于深化对大黄鱼和变形假单胞菌之间的相互作用的认识,并为后续研究奠定了基础。