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盐碱环境可导致鱼类出现应激反应,这种极端环境甚至危及鱼类生命。但有些鱼类在长期适应中进化出一系列主动调节、平衡体内离子比例的遗传机制。瓦氏雅罗鱼(Leuciscus waleckii)属鲤形目(Cypriniformes)、鲤科(Cyprinidae)、雅罗鱼亚科(Leuciscinae)、雅罗鱼属(Leuciscus),俗称华子鱼、白鱼、滑鱼。其不同地理种群对盐碱的适应能力存在差异,如:生存在内蒙古达里诺尔的雅罗鱼可耐受高达53.57mmol/L的碳酸盐碱度。磷酸酶(包括碱性磷酸酶(AKP)与酸性磷酸酶(ACP))在鱼类的生长发育、能量代谢、免疫调节等许多方面发挥着重要的作用,是一个研究鱼类生理变化的重要指示参数。目前有关雅罗鱼在碳酸盐碱度条件下磷酸酶指标的变化情况,高碱环境下磷酸酶基因与盐碱耐受性的相关性研究的未见报道。为了解磷酸酶在瓦氏雅罗鱼盐碱适应中所发挥的作用,解析其在雅罗鱼盐碱适应的分子生理机制,本论文以瓦氏雅罗鱼两个地理种群——达里诺尔瓦氏雅罗鱼(简称碱水雅罗鱼,AW)和松花江瓦氏雅罗鱼(简称淡水雅罗鱼,FW)为材料,进行了不同碳酸盐碱度(0、30和50mmol/L)条件下20d胁迫下实验鱼血清碱性磷酸酶与酸性磷酸酶活性;克隆出瓦氏雅罗鱼碱性磷酸酶与酸性磷酸酶c DNA序列,检测磷酸酶基因在不同组织中的表达水平;初步分析长链非编码RNA与磷酸酶的关联性。主要结果如下:(1)采用酶标仪和血清磷酸酶活性检测试剂盒,测定了实验鱼经20天碳酸盐碱度胁迫下血清磷酸酶活性。结果显示,碱水雅罗鱼与淡水雅罗鱼血清中碱性磷酸酶活性均表现出不同程度升高和降低,且酸性磷酸酶与碱性磷酸酶的变化情况也不尽相同。0mmol/L、30mmol/L、50mmol/L 3个碱度下淡水雅罗鱼血清中AKP活性依次为9.71±0.17、13.18±1.38和12.4±0.52,碱水雅罗鱼血清AKP活性依次为10.56±0.45、8.72±0.83和11.59±0.30,淡水雅罗鱼血清ACP活性依次为99.36±6.01、97.40±15.69和91.41±3.75,碱水雅罗鱼血清ACP活性依次为99.14±1.32、117.39±10.22和107.15±4.24。通过对比发现高碳酸碱度下瓦氏雅罗鱼AKP活性升高,在30mmol/L碱度下碱水雅罗鱼AKP活性显著高于淡水雅罗鱼。高碱度下碱水雅罗鱼ACP活性升高显著,淡水雅罗鱼ACP活性变化不显著。由此可见,盐碱环境下2种磷酸酶活性同时显著升高反映出碱水雅罗鱼的耐碱能力与磷酸酶存在显著相关性。磷酸酶活性可作为雅罗鱼耐碱能力的评价指标。(2)参考鲤(Cyprinus carpio)AKP基因和瓦氏雅罗鱼转录组数据设计引物,克隆并分析雅罗鱼AKP和ACP基因。结果表明,瓦氏雅罗鱼AKP基因ORF序列全长为876 bp,编码291个氨基酸。ACP基因的ORF序列长为528bp,编码175个氨基酸。瓦氏雅罗鱼磷酸酶基因同犀角金线鲃(Sinocyclocheilus rhinocerous)、鲤(Cyprinus carpio)和鲫(Carassius auratus)的同源性较高。(3)根据克隆得到的AKP与ACP基因序列设计荧光定量PCR引物,分析不同碳酸盐碱度胁迫下实验鱼鳃、肝、肾、脑和肌肉的AKP与ACP基因表达情况。结果显示:AKP和ACP基因在两种雅罗鱼5种组织间的表达变化趋势不同。在鳃中,0mmol/L下淡水雅罗鱼AKP活性显著高于碱水雅罗鱼,高碱环境下两种雅罗鱼AKP基因均下调表达。碱水雅罗鱼ACP基因呈现随碱度升高先升高再降低的趋势,淡水雅罗鱼表现为高碱度下ACP基因下调表达;在肝中,碱水雅罗鱼AKP基因随碱度升高上调表达而淡水雅罗鱼AKP与ACP基因表达变化均不显著,碱水雅罗鱼ACP基因在30mmol/L碱度下显著升高;在肾脏中,淡水雅罗鱼磷酸酶基因在肾中随碱度升高表达上调,而碱水雅罗鱼磷酸酶基因上调幅度显著低于淡水雅罗鱼;在脑中,淡水雅罗鱼高碱度下磷酸酶基因显著上调表达,50mmol/L的碳酸盐碱度对淡水雅罗鱼产生了显著的刺激,而碱水雅罗鱼磷酸酶基因表达量不显著。在肌肉中,两种瓦氏雅罗鱼磷酸酶基因在高碱度下呈现出下调表达,并且碱水雅罗鱼ACP表达量高于淡水雅罗鱼。本文认为,在碳酸盐胁迫下磷酸酶基因在瓦氏雅罗鱼不同组织中存在差异表达,两种瓦氏雅罗鱼磷酸酶基因在碳酸盐胁迫下的应答方式不同,推测碱水雅罗鱼可以通过调节肝磷酸酶基因表达,淡水雅罗鱼通过提高肾磷酸酶基因表达来应对高碳酸盐碱度环境。两种瓦氏雅罗鱼在碱胁迫下磷酸酶基因表达具有组织特异性。(4)利用cufflinks软件计算lnc RNA转录本的表达量FPKM,分析雅罗鱼碱胁迫下同磷酸酶相关的差异表达的长链非编码RNA。共筛选到299个差异表达lnc RNA。在肾lnc RNA和编码基因之间共检测到37个lnc RNA同酸性磷酸酶相关。对lnc RNA进行GO富集分析,其中包含与磷酸酶活性相关的GO(phosphatase activity,GO:0005488)条目。碳酸盐碱度下,瓦氏雅罗鱼与磷酸酶相关的长非编码RNA出现了差异表达,存在预测功能为溶酶体酸性磷酸酶的lnc RNA。初步推断对盐碱具有不同耐受力的瓦氏雅罗鱼在不同碳酸盐碱环境下磷酸酶活性发生了改变,碱水雅罗鱼在高碱环境下提高磷酸酶活性的与上调肝中磷酸酶基因表达,淡水雅罗鱼不具有这种能力,推断磷酸酶可用于瓦氏雅罗鱼盐碱耐受能力的评价指标。碱水瓦氏雅罗鱼能够调节鳃、肝和肾组织中的磷酸酶基因以应对碳酸盐碱环境。