对虾触角腺在WSSV侵染及疾病暴发中的作用研究

The antennal gland is located at the base of the second antenna of the adult decapod crustaceans. It plays important roles in osmotic pressure regulation and environmental adaptation of crustaceans. At present, the research on antennal glands at home and abroad mainly focuses on the early preliminary study of morphological structure and physiological function, but the role of antennal glands in pathogenic infection has not attracted much attention. Previous studies of the whole-tissue transcriptome sequencing of Litopenaeus vannamei revealed that WSSV transcripts only existed in antennal gland, and subsequent infection experiments also confirmed that Litopenaeus vannamei could infect WSSV through antennal gland. Therefore, we speculate that the antennal gland may be an important pathway for WSSV to infect the host. Therefore, this project intends to determine the effective pathway and infective characteristics of the antennae gland during WSSV infection from the level of living body, cell level and transcription level. Analysis of the effect of salinity stress on the structural function of the antennal gland and WSSV infection. Screening of genes related to WSSV infection in the antennal gland, and preliminary clarify functions of related genes in the process of WSSV infection. The research results will enrich the understanding of WSSV infection pathway and provide important theoretical basis for studying the mechanism of WSSV outbreak induced by environmental stress.

触角腺位于十足目甲壳动物成体第二触角基部，对甲壳动物渗透压调节和环境适应等方面具有重要的生物学作用。目前，国内外关于触角腺的研究主要集中在形态结构和生理功能的早期初步研究，但关于触角腺在病原侵染过程中的作用，并未引起人们的关注。申请人前期研究发现凡纳滨对虾全组织转录组数据中，仅在触角腺中存在WSSV转录本，后续感染实验也证实凡纳滨对虾通过触角腺可以感染WSSV。据此我们推测触角腺可能作为WSSV侵染宿主的重要途径。因此，本项目拟从活体水平、细胞水平、转录水平，明确触角腺作为WSSV侵染的有效途径和侵染特征，解析盐度胁迫对触角腺结构功能及WSSV侵染的影响机制，筛选触角腺与WSSV感染相关基因，并初步阐明相关基因在WSSV感染过程生物学功能。研究成果将丰富对WSSV侵染途径的认知，为研究环境胁迫诱发WSSV疾病暴发的生物学机制提供重要的理论依据。

病害一直以来是限制对虾产业健康发展的卡脖子问题，其中对虾白斑综合征病毒（WSSV）是影响最为严重的病原之一，关于WSSV的侵染机制以及病毒与宿主的相互作用关系的研究备受关注。触角腺位于十足目甲壳动物成体第二触角基部，对甲壳动物渗透压调节和环境适应等方面具有重要的生物学作用。本项目针对凡纳滨对虾触角腺，探究了其在WSSV感染过程中的作用。证实了触角腺是WSSV侵染宿主的一个重要途径，解析了盐度和氨氮两种重要环境胁迫对触角腺生理功能和WSSV侵染的影响机制，筛选了触角腺中与WSSV侵染相关的基因，并对相关基因在WSSV感染过程中的作用进行了初步的确认和验证。研究结果发现，浸泡感染和触角腺反向灌注两种方式均可引起对虾感染WSSV，这也明确了环境中的WSSV可以通过触角腺感染对虾。盐度胁迫可以促进WSSV在触角腺中的复制和加快发病进程。氨氮胁迫会造成对虾触角腺膜结构的损伤，造成线粒体结构受损，进而削弱触角腺细胞的能量代谢。筛选获得了一个凡纳滨对虾L型钙通道（LvLTCC）与WSSV感染存在密切关系，基因干扰结果显示，将LvLTCC相关基因敲降会显著抑制WSSV的感染进程和病毒增长速率。与此同时，我们还筛选获得了一种亲脂性二氢吡啶L型钙通道阻滞剂DHP-CCB抑制剂盐酸乐卡地平（Lercanidipine hydrochloride）同样对WSSV感染和复制具有显著的抑制作用。我们还围绕LvLTCC基因筛选了3个与LvLTCC基因亚基B210基因存在联动变化规律的基因CaM、K1SCP和SCP，它们可能与LvLTCC基因存在相互作用或者调控关系。本研究丰富和完善了甲壳动物病毒侵染机制的理论基础，为探索和研究对虾病毒病防控策略提供理论依据。