盐碱水域的适渔研究具有“不与淡水争资源，不与农田争土地”的特性，因此，开展适盐碱水域的鱼类抗逆生长研究，揭示鱼类耐盐碱生长的机制，进一步培育耐盐碱鱼类优良品种成为了当前渔业经济研究的热点，对推进盐碱地区农业调整、改善生态环境、促进区域农业可持续发展具有积极促进作用，对提高国土资源利用价值具有重要的生态、经济和社会意义。本项目在国家博士后面上基金项目(2020M681124）、黑龙江省博后基金面上项目(LBH-Z20099）和中央非盈利科研机构财政专项基金(HSY201402）的支持下，针对盐碱水域开展渔业经济活动面临的科学难题，首先构建了基于UPLC-QTOF-MS高分辨飞行时间质谱技术的代谢组学研究技术体系，建立了鱼类血浆、肝脏、鳃等生物组织样品中极性化合物的提取净化方法，采用冷冻甲醇溶液提取液，高速离心后测定，提取物的离子强度提高2.4倍，显著提高了筛查的有效性；通过优化质谱减压装置、质谱仪前处理装置、质谱过滤装置、质谱导入装置，建立了高通量（15min/样本）、高分辨率（≤5ppm）质谱检测技术；通过优化色谱切换装置，获得良好的色谱分离度。前期净化富集效果好，因此后续的色谱高分辨质谱检测时间由30-60min减低至15min，检测通量提高2倍以上。该方法为开展鱼类代谢组学研究提供了必要的技术支持。应用（1）建立的高通量UPLC-Q-TOF/MS检测技术，并结合化学计量学来解析不同浓度的NaHCO3盐碱生境暴露对代谢行为的影响，发现暴露导致代谢谱发生广泛变化，富集到了氨基酸合成代谢、花生四烯酸代谢、乙醛酸和二羧酸代谢、丙酮酸代谢和三羧酸循环等几个重要代谢途径，明确了鲫中氨基酸等小分子化合物的代谢变化在适应高碱性环境胁迫中扮演了重要角色。结合氨基甲酰磷酸合成酶（CPS）、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)等变化规律，阐明了盐碱生境可严重改变鱼类的正常代谢行为，影响渗透压调节能力、抗氧化能力、氨代谢和肝肾功能。通过代谢和转录组学联合分析，Rh转录子家族、IL8、IL-1β、COX-2等转录子发生了显著改变，导致在蛋白质层面上IL-17-NF-κB信号通路、Rh糖蛋白家族、SOD-CAT等发生变化，进而导致鞘脂代谢、苯丙氨酸合成、花生四烯酸代谢和三羧酸循环等发生显著改变。从机体“整体”角度解析了NaHCO3胁迫下鲫鱼鳃适应性防御策略的科学问题，为发展新的应激生理调节手段开辟了新途径，为更全面解析鱼类氨排泄机制提供了理论依据。在此基础上，通过开展大鳞鲃在盐碱胁迫下的代谢行为研究，确定了氨基酸类物质及其前驱体在应对盐碱胁迫下的作用。阐明了盐碱生境导致了大鳞鲃鳃组织抗氧化系统被破坏与脂质代谢紊乱，进一步诱发了细胞凋亡与免疫反应的发生；明确了大鳞鲃可能采用Rh糖蛋白作为载体介导氨转运、增加尿素氮的合成等多种策略适应盐碱生境胁迫。 本项目形成的代谢组学方法学技术体系，可推广到科研机构开展鱼类代谢组学研究；所获得的差异显著化合物和代谢通路，可为盐碱水域下的鱼类增养殖研究提供了科学依据，具有显著的社会生态效益。

中国水产科学研究院黑龙江水产研究所

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