水生所关于广布性冷水鱼类温度适应机制研究取得新进展

  温度是影响生物各种生命活动的重要环境因子。根据对环境温度的不同需求,自然界中的生物可以划分为广温性类群和狭温性类群,狭温性类群又可分为喜温狭温性生物和喜冷狭温性生物。这些不同生态类型的生物对温度的适应反应存在差异,同一物种的不同地理种群对环境温度的适应能力也存在差异。在全球气候变化的背景下,生物的温度适应机制研究具有重要意义。特别是狭温性的冷水鱼类被认为更容易受全球变暖的影响,可以作为全球变化的指示生物。对冷水鱼类不同地理种群的比较研究也可以精确揭示它们的温度适应机制。
  尖头鱥(Rhynchocypris oxycephalus)是一种典型的冷水性鲤科鱼类,分布范围广,分布区温度跨度大,是研究冷水性物种温度适应机制的良好材料。中国科学院水生生物研究所鱼类行为与进化学科组采用临界温度法研究了尖头鱥不同地理种群的耐热能力差异,利用转录组测序技术,分析了高温胁迫下不同地理种群间的基因表达差异,从而初步解析了尖头鱥不同地理种群对温度适应的分子机制。研究结果发现:北方种群(辽宁盖州)的最大临界温度(CTmax)大于南方种群(浙江杭州),而最小临界温度(CTmin)却小于南方种群,因此,北方种群比南方种群具有更宽的温度耐受范围,说明北方种群具有更强的温度适应能力;在高温胁迫条件(29°C)下,北方种群比南方种群具有更多的差异表达基因(583VS. 484),这与北方种群具有更强的温度适应能力相符合;而南方种群的部分热应答基因(如热休克蛋白基因等)在对照组(19°C)条件下已经具有较高水平的表达,推测这是南方种群对其生存环境较高水温的应答反应。该研究结果表明冷水鱼类中南方地区种群已经处于对高温胁迫的反应,即受未来气候变化影响会更大,需要加强保护。
  该研究为鱼类的温度适应机制研究提供了资料,同时为预测全球气候变化对鱼类可能产生的影响提供了参考。研究得到了中国科学院战略性科技先导培育专项(B类)(XDB31000000)和国家自然科学基金(31401968)的资助。相关论文“Regional differences in thermal adaptation of a cold-water fishRhynchocypris oxycephalusrevealed by thermal tolerance and transcriptomic responses”已在线发表于Scientific Reports。

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