AS | 宁波大学&宁波市海洋与渔业研究院团队:多组学分析揭示大黄鱼低氧耐受的关键分子机制

大黄鱼（Larimichthys crocea）是我国养殖产量最高的海水鱼类之一，产业经济价值巨大。然而，高密度养殖模式、水体富营养化及夏季高温等因素时常导致水体溶解氧浓度急剧下降，使得低氧胁迫在养殖过程中频繁发生，给大黄鱼养殖业带来了严重损失。虽然目前已经有一些大黄鱼低氧相关的研究，但由于技术手段的单一性，潜在的遗传突变和相应的机制仍不清楚。

近日，由宁波大学竺俊全团队联合宁波市海洋与渔业研究院沈伟良团队通过整合基因芯片、重测序和表观遗传数据，鉴定出大黄鱼低氧耐受的关键遗传变异和基因（硫辛酸合成酶，lias），并解释了与低氧耐受之间的密切关联性。该研究深入解析了大黄鱼对低氧胁迫的响应及耐受机制，不仅为鱼类低氧适应理论提供了新的研究视角，还将为耐低氧分子标记的开发、基因编辑育种提供精准靶标，具有重要的理论意义和潜在的应用价值。

研究人员通过整合不同大黄鱼种群的基因芯片数据（SNP_chips）、全基因组重测序（WGS）数据及转录组数据，鉴定出一批与低氧耐受相关的关键遗传变异与候选基因。全基因组关联分析（GWAS）联合转录组分析将硫辛酸合成酶基因（lias）确定为一个重要的低氧耐受候选基因。进一步分析表明，lias基因第二个内含子区域的SNP显著影响了不同等位基因型之间的转录水平甲基化分析和CUT_Tag测序证实，该SNP通过调控甲基化水平改变lias基因的增强子活性，进而影响其表达。在功能层面，低氧条件下，LIAS蛋白通过调控DLAT和DLST的硫辛酰化修饰水平，降低α-酮戊二酸含量，抑制PHD羟基化酶活性，从而稳定HIF-1α蛋白并使其水平升高，这一过程促使优势单倍型Hap2下游靶基因的表达上调，最终增强大黄鱼对低氧环境的适应能力。

图1. 大黄鱼耐低氧性状的全基因组关联分析（GWAS）、转录组分析和单体型分析。

图2. 低氧胁迫下大黄鱼不同lias单倍型的地理分布及机制模型示意图。

宁波大学海洋学院竺俊全教授、张怡波博士后和宁波市海洋与渔业研究院沈伟良高级工程师为论文通讯作者，宁波大学博士后丁杰为第一作者。该项目研究获得国家重点研发计划（2022YFD2401003）、国家海水鱼产业体系（CARS-47）、博士后基金（2024M761533、GZC20252052）、宁波市科技创新2025重大专项（2021Z002）等项目的资助，谨此感谢。

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