冷應激，到底對蝦產生什么影響？一般人，還真不知道！

低水溫是南美白對蝦養殖（Penaeus vannamei）中的嚴重壓力源，會引起免疫抑制和生理障礙。蝦在18°C以下停止進食，溫度低于12°C時可能會死亡。 了解低溫脅迫期間蝦血漿的分子機制對于改善對蝦的健康是必要的。

低水溫是白對蝦（Penaeus vannamei）養殖中的嚴重壓力源。

一、建立研究：

研究采用健康的白對蝦（P. vannamei），平均體重9.06±0.23克，體長10.0±0.4厘米，實驗前，蝦被關在室內水箱中七天。共隨機選取300尾蝦，分入三個1000升PVC水箱（三個重復），并進行為期兩天的環境適應。

實驗從24°C（對照，CK）開始，然后每兩小時自動以2°C的速度降低溫度，直到達到預定溫度（22、20、18、16、14和12°C）為止。每當溫度達到時，制冷系統會暫停并保持穩定22小時。采樣時使用的溫度點為：24°C（CK）、20°C（T1）、18°C（T2）、14°C（T3）和12°C（T4）。每個點隨機取蝦，并用冰塊快速麻醉10-15秒。在每個溫度點采集蝦血漿，并立即進行生理分析處理。一般過程如圖1所示。

圖1：實驗程序。對照組測試（CK/24攝氏度）、實驗組1（T1/20攝氏度）、實驗組2（T2/18攝氏度）、實驗組3（T3/14攝氏度）、處理組4（T4/12攝氏度）。

二、結果與討論：

總體來看，結果表明冷應激會導致白對蝦酶活性、基因表達和代謝產物水平發生顯著變化（見圖2）。

圖2：白對蝦（P. vannamei）在寒冷脅迫下潛在的調控機制。CK（24攝氏度）、T2（18攝氏度）和T4（12攝氏度）。

1、在甲殼類動物中，血漿不僅運輸營養物質、廢物、激素和神經肽，還在免疫反應中發揮關鍵作用。因此，維持血漿平衡是確保動物健康的關鍵條件。隨著溫度下降，代謝物濃度的變化可能直接受到基因表達變化的影響；同時，代謝物本身還可以通過反饋機制調控基因活性。在低溫影響下，某些基因的調控會激活或抑制相應的代謝通路，導致相關代謝產物的增加或減少，從而形成基因組與代謝系統之間的雙向相互作用環。

在長時間的冷壓下，蝦的身體往往會優先節能。轉錄分析顯示，糖異生途徑在非碳水化合物碳源合成葡萄糖中起重要作用，但在血細胞中被強烈抑制。該途徑中兩種關鍵酶的表達明顯降低，表明當蝦具耐寒能力時，合成葡萄糖的能力明顯受限。

2、冷應激還會嚴重干擾氨基酸代謝。代謝數據記錄了這些通路中許多代謝物的巨大變化，反映了當碳水化合物利用受阻時，蝦向氨基酸作為替代能源的轉變。與此同時，生長和特殊生理功能所必需的氨基酸往往會減少，可能影響生長、發育和免疫。相比之下，某些氨基酸如丙氨酸、脯氨酸、D-鳥氨酸和L-谷氨酰胺隨著溫度下降而急劇增加。

3、脯氨酸和丙氨酸的積累是許多無脊椎動物常見的適應機制，尤其是在白對蝦面對寒冷應激時。脯氨酸有助于保護細胞，維持滲透和抗氧化平衡，轉化為丙氨酸后還能提供能量。研究表明，升高的脯氨酸水平有助于蝦更好地耐寒，穩定滲透并維持細胞能量。此外，隨著溫度下降，蝦血清中的甘油三酯（TG）明顯下降，表明蝦已調整脂質代謝以在極端條件下提供能量。

4、冷應激會影響核苷酸代謝，導致能量紊亂，降低合成RNA和DNA的能力。這對蝦的許多生理活動產生負面影響。當溫度下降時，代謝率降低，導致免疫系統減弱。蝦的免疫系統可能被氧化應激激活。然而，在冷應激下，重要免疫酶如AKP和ACP的活性明顯降低。這表明非特異性免疫屏障受損，身體更容易受到病原體攻擊。轉錄分析還發現許多免疫相關基因表達減少，這會損害免疫識別和反應能力。

三、總結：

綜合來看，寒冷脅迫會引發從基因、酶到代謝物的多層次轉化鏈，導致白對蝦（P. vannamei）中的能量代謝障礙、抗氧化功能受損和免疫抑制。這也是為什么養殖環境持續寒潮時，蝦類更容易受到威脅的重要原因。