凡纳滨对虾渗透压的氨基酸调节的机理研究

通过环境盐度变化模拟实验和差减cDNA文库的建立，筛选与渗透调节相关的主要游离氨基酸，克隆与之合成代谢密切相关的基因序列；分析其结构、功能和组织表达特异性的基础上，研究盐度对目标氨基酸含量和目标基因表达模式的影响，明确目标氨基酸的代谢与凡纳滨对虾渗透压调节的内在联系，初步阐明目标氨基酸调节凡纳滨对虾渗透压的分子、生化过程及调节机理；以此为基础，通过营养调控实验，研究直接影响机体氨基酸合成代谢的蛋白质和氨基酸营养对提高凡纳滨对虾渗透压调节能力的可能性。

利用转录组测序技术，研究了盐度胁迫凡纳滨对虾基因表达和代谢通路的情况。结果发现，凡纳滨对虾肌肉和鳃组织的差异表达基因数分别为4122和1323个。通路分析发现，大部分氨基酸都参与凡纳滨对虾的渗透压调节，但谷氨酸及其代谢相关的氨基酸在对虾渗透压调节过程中起关键作用。基于此，对在谷氨酸代谢过程中起关键作用的谷氨酸脱氢酶（GDH）基因进行了较为全面的代表性研究，在获得了GDH基因组全长的基础上，发现在应对急性盐度胁迫时，GDH-A响应早于GDH-B，其主要靶器官为鳃，提示其与急性盐度胁迫下的渗透调节关系更为密切，GDH-B响应时间稍晚，提示在更为复杂的代谢过程中发挥作用。研究还发现，凡纳滨对虾两个GDH基因表达量均随着对虾的发育而呈现缓慢升高的趋势，直到发育到后期幼体阶段，两个GDH基因表达量才表现出显著的升高趋势，提示后期幼体阶段以后，对虾才具有较高的渗透压调节能力。研究了饲料蛋白质水平对盐度胁迫前后凡纳滨对虾GDH和Na+-K+ ATPase基因表达的影响，进一步确定了GDH在凡纳滨对虾渗透压调节过程中的作用，且从蛋白质营养方面发现了改善低盐度生长性能的营养学调节办法。研究进一步对凡纳滨对虾渗透压调节过程中氨基酸代谢其它关键酶基因进行了初步的研究，主要包括琥珀酰CoA合成酶、N-乙酰基谷氨酸激酶、谷氨酰胺酶、谷草转氨酶2(门冬氨酸氨基转移酶)、谷氨酰胺-果糖-6-磷酸转氨酶2（GFPT）、离子型红藻氨酸谷氨酸受体3（GRIK3）和谷氨酸受体相互作用蛋白1(GRIP1)等，并对调控凡纳滨对虾氨基酸代谢基因的也进行了初步的探讨，主要是AMP激活的蛋白激酶基因。