由关键氨基酸介导的能量产生和氨解毒之间的平衡在牡蛎对高盐水的不同适应中的作用

在快速的气候变化和人类活动的加剧下，全球海洋盐度正在发生变化。盐度差异的增加威胁着海洋生物多样性，生物的生存和进化，尤其是居住在波动很大的潮间带和河口环境中的无固着脊椎动物。比较近缘物种对盐度变化的响应，可以帮助我们深入了解物种间和种内差异在盐度耐受方面的适应机制，但我们对海洋双壳类动物的了解甚少。我们收集了四种牡蛎的野生个体，以及来自它们本土栖息地的两种相同物种的种群，并测定了水解氨基酸（HAAs）的动态变化和对hypersaline胁迫的转录反应。为了应对高盐胁迫，生活在天然高盐度海洋环境中的物种/种群比生活在低盐度河口的同类物种显示出更高的存活率和更少的HAAs下降。因此，原生环境的盐度塑造了牡蛎的耐受性。值得注意的是，HAAs的下降与生存率呈强负相关，表明HAAs可以预测对高盐水激发的耐受性。四个HAAs，包括谷氨酰胺（Glu），天冬氨酸（Asp），丙氨酸（Ala）和甘氨酸（Gly），被确定为在高盐水应激中起重要作用的关键氨基酸。在高盐胁迫下，高盐度适应的牡蛎物种仅引起Glu和Asp的显著下降，而低盐度适应的同系物进一步增加了Ala和Gly的代谢。关键氨基酸通路的含量和基因表达的动态变化揭示了在不同的高盐水反应中维持能量生产和氨解毒之间的平衡的重要性。在高盐度适应的物种中，进化扩展的基因拷贝的高构建或高可塑性表达可能有助于它们对高盐水的更强耐受性。本研究揭示了海洋双壳类关键氨基酸在盐度适应中的适应机制，为海洋双壳类适应潜力预测和高耐盐育种提供了新的途径。