过去一个世纪以来，人类活动及全球化进程的加快使得全球环境发生更为频繁的变化。基于此背景，深入解析“反复环境胁迫下生物响应模式与机理”已成为包括生态学、进化生物学和环境生物学等众多学科的焦点问题。为适应复杂多变的环境，生物体能够借助表型可塑性对环境胁迫 进行 快速响应 同时对 曾 经历的不利环境刺激产生一定的胁迫记忆从而优化其应对再次胁迫时的反应。目前针对表型可塑性的研究多 聚焦于 单次胁迫而对 基于 反复胁迫下胁迫记忆的表型可塑性 响应 模式不甚明确。入侵生物具有在多种环境 、 不同栖息地间快速转移、定殖、扩张的生物学特点 成为胁 迫记忆与表型可塑性研究的良好材料。本研究以烈性入侵生物玻璃海鞘（ Ciona robusta）与萨氏海鞘 Ciona savignyi）为研究对象，通过两轮实验室“胁迫 -恢复”模拟入侵生物经历的反复环境变化，从生理 、 转录 、表观调控 水平开展海鞘响应 反复环境变化的表型可塑性的研究。本研究主要取得以下结果：
    1）发现了 反复 温盐胁迫下玻璃海鞘基于抗氧化防御系统的胁迫记忆现象。低温胁迫可快速诱导氧化应激响应信号通路 Nrf2-keap1中的转录因子及其靶基因表达水平在一轮内呈现先升高后降低的可逆的可塑性变化，即转录恢复力现象；同时第二轮响应幅度显著小于第一轮，即反复胁迫诱发了玻璃海鞘的胁迫记忆现象。通过第二轮与未胁迫组、一轮胁迫后表达水平分别进行比较发现第二轮较第一轮呈现显著性差异而与一轮胁迫后水平相比无显著变化，因此胁迫记忆的产生与首次胁迫中的转录恢复力及胁迫恢复期机体自调节重塑抗氧化防御系统的基线相关。通过转录因子及其靶基因的共表达分析表明记忆现象可能与胁迫下转录因子 Nrf2转录水平的持续变化有关， Nrf2的胁迫记忆随信号通路传导，启 动对下游基因的级联效应。高盐胁迫下同样诱发了胁迫记忆现象，证实了胁迫记忆在重复胁迫下的普遍性与重要性。
    2）证实了高盐胁迫记忆在玻璃海鞘和萨氏海鞘间存在物种特异性。高盐胁迫诱发了玻璃海鞘抗氧化防御系统生理和转录水平上更快更强的胁迫记忆现象；而萨氏海鞘仅在生理水平表现出次轮 更快更强响应的记忆现象，在转录水平两轮无显著差异。在生理水平，同属海鞘相同抗氧化酶的响应模式相似， 玻璃海鞘 的响应速度更快；在转录水平，两者各同源基因（ Nrf2及其靶基因）的表达模式和表达水平差异显著；在 SOD的利用上 玻璃海鞘 和 萨氏海鞘 分 别优 先表达 MnSOD、 Cu/ZnSOD进行胁迫响应；在 H2O2生物分解中两者分别利用GSH和 CAT作为主要消除途径。由此表明两者胁迫响应时表型可塑性策略存在差异，生物的表型可塑性与其本身的生物学特征有关，具有物种特异性。
    3）证实了高盐胁迫下玻璃海鞘全转录组水平 mRNA及 lncRNA）的转录胁迫记忆现象 。 本研究共鉴定到 1944个 DEGs及 312个差异表达 lncRNA，通过 STEM分析发现其表达存在转录记忆现象且记忆模式具有多样性。进一步功能分析 结果表明 与 盐度胁迫应答相关的 DEGs主要富集在离子转运、氨基酸调 控、能量代谢及抗氧化免疫反应等功能 记忆基因 功能分析结果 表征 记忆基因 可能通过调节 自身 转录水平介导胁迫响应从离子调节（协同运输途径），抗氧化作用到氨基酸调节（信号转导途径） 过程 的转移。进 一步 对 盐度响应 关键核心基因 进行鉴定：在离子调节中， SLC蛋白家族介导的协同运输对渗透压调节起到重要作用；而牛磺酸转运、丝氨酸苏氨酸代谢等在氨基酸调节中作用显著。通过与机体各基因间协作，生物体能够优化机体响应环境胁迫应激策略以此响应盐度胁迫。 在 lncRNA水平上， 通过生物信息学分析完成玻璃海鞘 5313个高保真 lncRNA的 鉴定、 基本功能分析、靶基因预测和潜在功能注释。 通过差异表达分析筛选 10个与高盐胁迫紧密相关的 lncRNA。进而靶基因预测及功能分析显示 MSTRG. 22781、 MSTRG. 4493可能 分别在 调控抗氧化反应的功能及能量代谢 调控 中起到重要 作用，该结果 为后续研究提供基础 。
    本研究基于生理、转录可塑性、表观调控水平（ lncRNA 对玻璃海鞘胁迫响应时的表型可塑性进行分析，初步揭示了入侵海鞘环境胁迫下表型可塑性响应机制，有助于加深环境变化下表型可塑性对适应性内稳态维持机制及在生物入侵成功中的潜在作用的理解，对全面了解生物如何快速应对环境变化具有重要的科学意义，为生物入侵过程中的快速适应机制研究奠定基础和数据支撑。