鲆鲽鱼类大多为较高纬度分布的重要海水养殖鱼类，冬季养殖都面临着较长的低温期。其中，大菱鲆Scophthalmus maximus是由欧洲引入我国的海水养殖鱼种，-1°C 到20°C 均可存活，但低于8℃时其生长速率显著降低。北方养殖中，每年要经历4个月的低温，使养殖场的生产效益显著降低。牙鲆Paralichthys olivaceus是中、韩、日三国的重要海水养殖鱼类。同样，冬季的低温海水影响其生长和存活，进而影响其养殖产业的产出。而有关鲆鲽鱼类的耐低温研究才刚刚开始，其耐低温机制、育种连锁标记等研究也几乎没有系统报道。本研究对雌核发育大菱鲆低温耐受组和敏感组进行转录组和miRNA高通量测序，筛选出低温胁迫下差异表达基因和miRNA，并进行关联分析，初步阐释低温下的miRNA-TF-mRNA调控网络及其耐低温的机制。同时，研究了低温下牙鲆能量代谢的关键调控因子AMPK及其相关基因表达变化，以及细胞水平上激活剂和抑制剂对该通路的调控。并在hsp70、hmgb1以及yb-1等耐低温相关基因中筛选了牙鲆低温相关的SNP。这些结果将为鲆鲽鱼类耐低温机制阐述与育种研究提供基础数据。具体研究结果如下：

1．雌核发育的大菱鲆幼鱼经0°C低温处理，获得低温耐受组（CT）和低温敏感组（CS）。对其进行RNA-seq和miRNA-seq高通量测序和分析。结果显示，相对于对照组，低温耐受组和敏感组对低温的应答在mRNA和miRNA水平上明显不同， mRNA很多上调，而miRNA的变化较少。进一步分析发现，miRNA-转录因子-mRNA网络参与了细胞周期、细胞膜组分、信号转导和昼夜节律通路的调控，从而调控大菱鲆对低温胁迫的应答。

2．对牙鲆雌核发育家系的鳃、肌肉及肝脏等组织在低温下（0℃）的组织形态变化进行了研究，发现低温对鳃的组织结构影响较大，肌肉组织结构几乎没有变化，但肝脏组织却有一定的损伤，呈现细胞凋亡的趋势。进一步对牙鲆AMPK及其相关基因低温胁迫下脑、肌肉和心脏组织中差异表达图式进行了分析，并在细胞水平探讨了其调控机制。结果表明，低温激活了脑组织中LKB1、CaMKKβ及AMPK基因， AMPK又激活了SITR1、FOXO1A和TFAM；在肌肉组织中，这些基因表达呈现出先降后升的趋势，对低温的应答存在滞后现象。在细胞水平，低温和激活剂AICAR均激活了AMPK及相关基因，抑制剂CC抑制了这些基因的表达。由此可以初步推断低温下AMPK的调控机制：首先低温胁迫通过Ca²⁺ 和AMP/ATP激活了LKB1 和CaMKKβ，进而激活了AMPK；AMPK又激活了FOXO1A和SIRT1，从而加强糖酵解和线粒体的生物合成，产生更多的能量，并增强抗氧化能力；活化的AMPK同时抑制了HMGCR，使胆固醇生物合成受阻。总的来说，在低温胁迫中，AMPK不但参与了能量调控还参与了对低温的应答。

3. 对hsp70、hmgb1及yb-1基因部分序列在牙鲆低温耐受组和敏感组进行SNP分子标记筛选。分别从hsp70、hmgb1及yb-1 获得了9、21和10个SNP位点。其中，hsp70和hmgb1各有3和2个SNP在低温耐受组和敏感组之间存在显著性差异；hsp70基因SNP 8的等位基因G仅出现在耐受组；hmgb1 SNP 7的基因型TT和等位基因T与耐低温相关，而基因型CC和等位基因C与低温敏感相关。单倍型分析发现，hsp70 基因的单倍型TTG与牙鲆的耐低温相关，而hmgb1基因的单倍型ATG和TCT分别与低温耐受和低温敏感相关联。