基于RNA-seq技术解析高盐与高温胁迫对虹鳟肠道基因表达的交互作用与可变剪接动态响应OA

为解析高盐与高温胁迫对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)肠道基因表达的交互作用及其可变剪接(AS)动态响应,本研究对高盐与高温胁迫下的虹鳟肠道RNA-seq数据进行了深入分析。交互效应分析结果显示,共识别出113个交互基因,包括6个协同基因(2个DEGs)和107个拮抗基因(51个DEGs)。虽然这些交互基因只占背景基因的0.31%,但其交互效应强度明显。通过与淡水适温组(FI)比较,在高盐胁迫组(SI)、高温胁迫组(TI)及高盐–高温双重胁迫组(DI)中检测到大量AS事件,占比分别为32.33%、33.96%和33.71%,整体比例接近1∶1∶1,且局部组成比例相似,外显子跳跃(SE)∶可变3′剪接位点(A3SS)∶可变5′剪接位点(A5SS)∶内含子保留(RI)∶互斥外显子(MXE)约为29∶30∶22∶14∶5。其中,差异可变剪接(DAS)事件(FDR<0.05且与FI差异>10%)占比分别为1.62%、45.01%和53.37%,且SE∶A3SS∶A5SS∶RI∶MXE在3种胁迫中发生了明显变化,SI中约为46∶11∶17:23∶3,TI中约为54∶15∶20∶5∶6,DI中约为54∶13∶20∶7∶6。之后从SI、TI和DI的DAS事件中分别检测到31个、699个(30个DEGs)和761个(64个DEGs)DAS基因,且TI和DI中基因重叠程度较大。3种胁迫中存在7个共享DAS基因,这些基因表现出多样化的AS事件。TI和DI中DAS基因显著富集到3条相同的KEGG通路(P_(adj)<0.05),包括剪接体(spliceosome)、多梳蛋白抑制复合物(polycomb repressive complex)和ATP依赖的染色质重塑(ATP-dependent chromatin remodeling)。另外,仅有5个拮抗基因属于DAS基因,并只在TI和DI中表现出DAS事件。本研究表明,高盐与高温胁迫对虹鳟肠道整体基因表达的交互作用可能较小,但对特定基因具有显著影响。另外,SE事件可能在虹鳟应对不同环境压力时发挥重要作用,而RI事件可能在鱼类应对盐度胁迫过程中具有独特作用。这些发现揭示了虹鳟通过基因表达调控应对环境压力的复杂机制,为理解虹鳟的环境适应策略提供了新的视角。本研究为虹鳟的环境适应机制提供了重要的理论基础,并有助于虹鳟海水养殖和品种改良等工作的进一步开展。