红耳龟(Trachemys scripta elegans)属于半水栖龟类,它以其性成熟早、繁殖力强、食性杂、生存耐受力强、对食物和生存空间占有力强等生物学特性入侵,影响入侵地生物多样性和生态系统平衡,被世界自然保护联盟(IUCN)列为全球100种最危险的外来物种之一。现如今,红耳龟已经在除南极洲以外的世界范围内成功入侵,并且在我国大部分地区也发现了红耳龟的野生种群。野外调查和室内养殖试验均表明红耳龟具有一定的耐盐性,可以在半咸水中生存。目前对红耳龟响应盐度胁迫的生理调节机制有一定的了解,但有关红耳龟响应盐度胁迫的分子机制研究尚属空白。本研究通过转录组和生理指标的测量从而分析获得与渗透调节相关的基因并了解红耳龟响应盐度胁迫的分子调控网络,为后续红耳龟盐度胁迫的研究提供分子生物学依据,并为红耳龟入侵机理的深入研究提供参考。本研究选用2龄红耳龟(体重:466.39±69.61g)购于海口市东山镇泓旺龟类养殖场,暂养于海南师范大学龟类养殖室两周,待其适应环境后,分别饲养在盐度为5‰(盐度5组)、15‰(盐度15组)和对照组(等体积的自来水)的水泥池中进行8周的盐度胁迫实验,之后冰冻麻醉并解剖,取血液进行相应生理指标检测,取肝脏提取RNA进行Hiseq4000(Illumina)转录组分析。研究结果显示:1.转录组研究表明:(1)对照组、盐度5组和盐度15组分别获得50,681,398、57,912,616和48,616,356个原始序列。并且对原始序列质量剪切之后分别获得48,918,412、56,498,176和47,101,028个序列。除此之外,通过Trinity软件对获得的高质量数据进行从头组装,获得平均长度为620.1 bp的205,138个唯一基因(unigene),并且在这些unigene中最长unigene有22,866bp,最短的有201bp。(2)在对照组与盐度5组的两两比对中获得1019个表达量显著差异的基因,其中445个基因的表达量显著上调,574个基因的表达量显著下调;在对照组与盐度15组中获得1194个表达量显著差异的基因,其中526个基因的表达量显著上调,668个基因的表达量显著下调;在盐度5组与盐度15组中,共获得1180个表达量显著差异的基因,其中548个基因的表达量显著上调,632个基因的表达量显著下调。(3)通过对GO富集分析并筛选出了KCNH5、SCN1B、NPPA、GLUL(glnA)、SLC38A2(SNAT2)、ASS1(arg),OAZ3、ATPeFOA(MTATP6,ATP6)、GCK、SIK、ACDC和CYP17A等多个与渗透调节相关的基因,并将这些基因做互作图。(4)通过对KEGG富集分析,在对照组与盐度5组的比较中,共获得4个显著富集的KEGG通路,分别是细胞粘附分子、抗原加工与递呈、吞噬体和自然杀伤细胞介导细胞毒性;在对照组与盐度15组中,获得2个显著富集的KEGG通路,分别是造血细胞谱系和自然杀伤细胞介导细胞毒性;在盐度5组与盐度15组中获得6个显著富集的KEGG通路,分别是细胞粘附分子、自然杀伤细胞介导细胞毒性、抗原加工与递呈、吞噬体、造血细胞谱系和补体系统。2.生理指标检测的结果表明:红耳龟血液渗透压随着盐度的增加而增加,且对照组与盐度15组以及盐度5组与盐度15组之间具有显著差异(P<0.05)。血液中Na+和Cl-的浓度随着盐度的增加而增加,其中[Cl-]在三组之间两两差异显著(P<0.05),[Na+]在盐度5组和15组之间具有显著性差异(P<0.05);而[K+]随盐度增加而下降,且对照组与盐度5组、对照组与盐度15组之间均具有显著差异(P<0.05)。除此之外,血液中尿素氮浓度随着盐度的增加而显著增加(P<0.05)。随着盐度的增加,红耳龟血糖浓度减少,而血液中皮质醇浓度先降低后升高,且各组之间差异不显著(P>0.05)。结果表明,红耳龟在盐度胁迫中需要Na+、Cl-和尿素氮来提高机体渗透压,并且在一定盐度范围内,盐度越高,机体需要消耗更多的血糖来提供能量。