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瓦氏雅罗鱼(Leuciscus Waleckii)为鲤科鱼类,是东北名优鱼类“三花五罗”之一,具有重要经济价值。与生活在淡水生态系统中的其他瓦氏雅罗鱼相比,内蒙古达里湖中生存的碱水型瓦氏雅罗鱼以其对54m M(p H9.6)HCO3–/CO32–碱性条件的高度耐受性而闻名,但其对高碱耐受的生理机制我们尚不清楚。本论文从鱼类生理学、分子生物学和组学等多角度入手探讨碱水型瓦氏雅罗鱼对高碱环境的相关适应机制。高碱环境直接影响鱼类渗透压和酸碱平衡。我们以接近达里湖的50m M碱度对不同碱耐受性的瓦氏雅罗鱼进行7天处理,将淡水型作为对比,分析两种类型瓦氏雅罗鱼在高碱耐受前后的血液p H值、血清离子(Na+,K+,Cl–和Ca2+)浓度、Na+/K+-ATP酶(NKA)活性及其m RNA表达水平的变化,同时分析鳃转运蛋白(NHE2/3、NBC1、AE1、NCC、NKCC1、SLC26A5和SLC26A6)的m RNA转录水平和部分关键蛋白表达丰度及其在鳃中的定位情况,以发现两者对高碱适应的不同,进而了解瓦氏雅罗鱼碱水型是如何调节机体渗透压和酸碱平衡以适应高碱环境。结果显示除血清Cl–和碳酸氢盐转运蛋白(如SLC26A5和SLC26A6)外,瓦氏雅罗鱼碱水型血清中Na+含量与NCC、NKCC1和NHE以及NKA和NBC1的m RNA表达水平之间关联密切。结合对SLC26A6等蛋白的Western blot和免疫荧光检测结果,我们推测碱水型瓦氏雅罗鱼具有较高的离子转运功能以确保其跨上皮Cl–和Na+的摄取与HCO3–的分泌,这得益于其具有能与基底外侧NKA协同作用的NBC1和其他顶端离子转运蛋白,尤其是可与其他转运蛋白(例如SLC26)协同作用的NCC。这表明瓦氏雅罗鱼碱水型已进化出强大能力可维持其离子渗透压和酸碱平衡,以更高效地促进其对高碱性环境的适应。高碱环境同时会导致鱼体氨氮排泄受阻。为探究碱水型瓦氏雅罗鱼在高碱环境中的排氨机制,我们比较了50m M碱度处理7天前后瓦氏雅罗鱼碱水型和淡水型的耗氧率、排氨率、血液及组织中氨氮与尿素氮含量,并检测排氨相关基因V型H+ATPase亚基ATP6V1A、RHBG和RHCG1的m RNA表达水平及关键蛋白的表达丰度和在鳃组织中的定位。结果表明瓦氏雅罗鱼碱水型和淡水型在处理前期均能通过增加体内无毒尿素氮含量来减少有毒氨的积累从而降低机体氨中毒风险,但在碱度处理后期碱水型能通过升高鳃中排氨相关蛋白RHBG和RHCG1的表达水平,增加ATP6V1A的m RNA表达水平来启动机体排氨,进而降低血液和组织中氨含量适应外界高碱环境。而SH则不能成功启动排氨,使得血液和组织中氨含量进一步升高,增加机体氨中毒风险。在碱水型瓦氏雅罗鱼对高碱环境适应过程中,许多关键基因发挥重要调节作用。前期转录组学分析发现大量与盐碱适应相关的差异表达基因,但在基因组水平上对高碱环境的适应性调节范围仍比较有限。以往研究证明,表观遗传调控可以帮助生物体在不改变DNA序列的情况下快速应答以适应外界胁迫环境,因此推测碱水型瓦氏雅罗鱼对高碱环境的适应可能是在表观遗传学水平上实现的。为筛选得到与调节瓦氏雅罗鱼高碱适应过程密切相关的lnc RNAs,我们对50m M碱度处理下20天的瓦氏雅罗鱼碱水型鳃和肾组织进行高通量测序,并增设30m M和0m M实验组以便于差异表达lnc RNA的筛选。测序共获得159亿个clean reads,从中鉴定出41248个lnc RNAs转录本,其中外显子的平均数目为4.8个,平均长度为2079bp。通过进一步对lnc RNAs转录本进行差异表达分析,在鳃3比较组中共发现显著差异表达的lnc RNAs转录本5244个,肾中发现6571个。与lnc RNAs表达模式相关的编码基因的GO和KEGG富集,GO分析表明,大量lnc RNAs富集于“transporter activity”、“response to stimulus”、“binding”等terms,KEGG结果分析显示代谢途径明显富集,如:“metabolic pathways”、“carbon metabolism pathway”等途径被显著富集。我们随机选择16个lnc RNAs转录本进行q PCR检测,验证结果与测序结果趋势一致。进一步分析发现,与编码基因Rhcg1共定位的转录本LNC_023391在不同碱度均显著差异表达,暗示其对Rhcg1可能具有重要调控作用。初步验证表明LNC_023391确实是转录本序列,而非基因组片段,且仅在鳃中有表达。扩增共获得转录本长度3674bp,对其编码潜能预测结果为非编码序列。根据生物信息学预测结果推测,LNC_023391可能对Rhcg1表达过程中的m RNA稳定性起到重要调控作用。测序结果发现大量与显著差异表达lnc RNAs表达模式相关的编码基因与酸碱平衡、离子转运和氨氮排泄等调节密切相关,表明lnc RNAs对相关基因的调控在瓦氏雅罗鱼的高碱适应性过程中可能起到重要作用。本论文为瓦氏雅罗鱼碱水型在适应极端碱性条件过程中的渗透压与酸碱平衡调节和氨外排调节提供了调控模型,并推测lnc RNA可能在瓦氏雅罗鱼高碱适应过程中对其中关键基因起到重要调控作用。这一研究将为后续深入解析瓦氏雅罗鱼盐碱耐受机制,培育耐碱新鱼种提供坚实基础。