The Transcriptomic Responses of Atlantic Salmon (Salmo salar) to High Temperature Stress Alone, and in Combination with Moderate Hypoxia
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background: Increases in seawater temperatures and in the frequency and severity of hypoxic events are expected with climate change, and may become a challenge for cultured Atlantic salmon and negatively affect their growth, immunology and welfare. Thus, we examined how an incremental temperature increase alone (Warm & Normoxic-WN: 12→20°C; 1°C week-1), and in combination with moderate hypoxia (Warm & Hypoxic-WH: ~70% air saturation), impacted salmon’s hepatic transcriptome expression compared to control fish (CT: 12°C, normoxic) using 44K microarrays and qPCR. Results: Overall, we identified 2,894 differentially expressed probes (DEPs, FDR < 5%), that included 1,111 shared DEPs, while 789 and 994 DEPs were specific to WN and WH fish, respectively. Pathway analysis suggested that the cellular mechanisms affected by the two experimental conditions were quite similar, with up-regulated genes functionally associated with heat shock response, ER-stress, apoptosis and immune defence, while genes connected with general metabolic processes, proteolysis and oxidation-reduction were largely suppressed. The qPCR assessment of 41 microarray-identified genes validated that the heat shock response (hsp90aa1, serpinh1), apoptosis (casp8, jund, jak2) and immune responses (apod, c1ql2, epx) were up-regulated in WN and WH fish, while oxidative stress and hypoxia sensitive genes were down-regulated (cirbp, cyp1a1, egln2, gstt1, hif1α, prdx6, rraga, ucp2). However, the additional challenge of hypoxia resulted in more pronounced effects on heat shock and immune-related processes, including a stronger influence on the expression of 14 immune-related genes. Finally, robust correlations between the transcription of 19 genes and several phenotypic traits in WH fish suggest that changes in gene expression were related to an impaired physiological and growth performance. Conclusion: Increasing temperature to 20°C alone, and in combination with hypoxia, resulted in the up- and down-regulation of genes involved in similar important pathways in Atlantic salmon. However, the heat shock and immune responses of fish exposed to 20°C and hypoxia were more affected, and their transcriptional dysregulation was related to reduced performance. This study provides valuable information on how these two environmental challenges affect the expression of stress-, metabolic- and immune-related genes and pathways and identifies potential biomarker genes for improving our understanding of fish health and welfare.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».