全球气候变暖加剧近海极端高温灾害频发，夏季海水异常升温已严重威胁我国扇贝养殖业的可持续发展。海湾扇贝南部亚种（Argopecten irradians concentricus，又称墨西哥湾扇贝）天然耐热性能突出，是解析耐热机制、培育耐高温品种的理想遗传资源。心脏作为贝类开放循环系统的中枢泵，其功能状态直接决定个体高温生存极限，但此前学界尚未系统解析贝类心脏高温适应分子规律。近日，中国科学院烟台海岸带研究所联合中国海洋大学、鲁东大学等单位，以墨西哥湾扇贝心脏组织为研究对象，依托生理测定与转录组技术，系统解析其响应高温胁迫的转录调控机制。研究发现，蛋白质合成与能量代谢通路协同调控是扇贝耐热的核心策略，并鉴定出FARSB、CACT、MAP2K3三个关键耐热基因，研究成果为扇贝耐高温新品种的分子育种提供了关键靶点与理论支撑。

研究团队首先基于心率监测数据确定了墨西哥湾扇贝的阿伦尼乌斯拐点温度（ABT）为33.50±0.22°C，显著高于北方亚种及国内其他主养扇贝种类；高温胁迫下的群体生存曲线进一步佐证其优异的耐热性能（图1）。

在此基础上，研究设置 26℃常温对照组，沿26℃→34℃梯度升温与常温恢复期布设 6 个关键时间采样节点，利用心脏转录组测序数据，绘制高温胁迫-温度恢复过程基因表达谱，系统解析热胁迫下心脏的分子响应动态。

图1 海湾扇贝南部亚种耐热性分析

以26℃为对照组筛选全阶段差异表达基因（DEGs），GO（Gene Ontology）富集分析显示：高温胁迫显著抑制了核糖体合成与氧化还原酶活性相关基因的表达，导致蛋白质合成受损、能量供应不足；扇贝随即通过上调热激蛋白表达以介导蛋白质折叠过程来缓解胁迫损伤。随着温度持续升高，机体进一步激活真核核糖体生物发生、氨酰-tRNA生物合成通路，大量储备蛋白质修复与合成的前体原料，形成系统性耐热代偿机制（图2）。

图2 差异表达基因功能富集分析

研究整合基因时序表达趋势与加权基因共表达网络分析（WGCNA），锁定FARSB、CACT和MAP2K3为3个耐热主控基因（图3）。依托心肌细胞AC16过表达验证证实，3个基因均能显著缓解热胁迫诱导的细胞凋亡，从细胞层面印证基因耐热功能（图4）。其中，FARSB在升温阶段表达，促进耐热相关蛋白合成；CACT与MAP2K3在恢复阶段表达上调，分别参与免疫信号适时终止与MAPK信号通路调控，助力能量重分配、血淋巴循环维持及组织修复。

图3 关键耐热调控通路及基因鉴定

图4 细胞凋亡荧光标记检测与统计学分析

该研究从心脏器官层面构建墨西哥湾扇贝热胁迫下“蛋白质供给—能量代谢”协同调控耐热适应网络，相关研究成果以“Cardiac transcriptome analysis unravels the thermotolerance strategy of Argopecten irradians concentricus under heat stress”为题发表于国际期刊 Aquaculture。第一作者为烟台海岸带所吴绍轩助理研究员，通讯作者为烟台海岸带所王春德研究员、中国海洋大学朱星海副教授。该研究获得国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、山东省专项基金等项目的资助。

论文信息：

Wu, S., Yang, J., Sun, Y., Ning, J., Wang, Y., Liu, G., Zhu, X*., Wang, C*. (2026). Cardiac transcriptome analysis unravels the thermotolerance strategy of Argopecten irradians concentricus under heat stress. Aquaculture, 744102.https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2026.744102