基于代谢组解析大黄鱼对低温和饥饿胁迫的适应机制

为探讨大黄鱼对低温和饥饿氧化损伤的响应机制,实验将体质量为(21.38±2.46)g的大黄鱼在低温(8℃)或/和禁食条件下饲养。实验组可分为4个处理组:对照组(C组)、低温组(CC组)、饥饿组(F组)和饥饿+低温组(CF组),每组3个平行。低温和饥饿胁迫30 d后,计算成活率;采取肝脏样本,进行组织学观察,并利用化学荧光法和LCluminescent biosensor-MS非靶向代谢组学技术分析处理组间活性氧(ROS)和代谢产物的差异。结果显示,与C组相比,CC组、F组和CF组的成活率显著降低,而ROS含量显著升高,且肝细胞均出现不同程度的空泡和核萎缩现象,表明低温和饥饿胁迫对大黄鱼产生了氧化损伤。寻找更多大黄鱼低温应激后,从CC vs. C和CF vs. F组中分别筛选出84种和154种差异代谢物,有5种重要的重叠代谢途径:甘油磷脂代谢、糖基磷脂酰肌醇(GPI)-锚生物合成和自噬等Z-IETD-FMK化学结构,表明细胞膜流动性和自噬在大黄鱼低温适应过程中发挥重要作用。大黄鱼饥饿应激后,从F vs. C和CF vs. CC组中分别筛选出184种和50种差异代谢物,有4种重要的重叠代谢途径:甘油磷脂代谢、糖基磷脂酰肌醇(GPI)-锚生物合成、ABC运输体和自噬等,表明能量代谢和自噬在大黄鱼饥饿过程中发挥重要作用。从CF vs. C组中筛选出差异代谢物126种,主要富集在糖基磷脂酰肌醇(GPI)-锚生物合成、甘油磷脂代谢、氧化磷酸化、淀粉和蔗糖代谢、FoxO信号通路、自噬和谷胱甘肽代谢等,表明细胞膜流动性、能量代谢、自噬和抗氧化系统在大黄鱼适应低温和饥饿联合胁迫过程中发挥重要作用。本研究结果为深入研究低温及其诱导的饥饿对大黄鱼生理功能的影响提供科学依据。