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Impacts of Salt Stress on Locomotor and Transcriptomic Responses in the Intertidal Gastropod Batillaria attramentaria
The Biological Bulletin ( IF 1.6 ) Pub Date : 2019-06-01 , DOI: 10.1086/703186
Phuong-Thao Ho , Hwanseok Rhee , Jungmin Kim , Chaehwa Seo , Joong Ki Park , Curtis Robert Young , Yong-Jin Won

Salinity is one of the most crucial environmental factors that structures biogeographic boundaries of aquatic organisms, affecting distribution, abundance, and behavior. However, the association between behavior and gene regulation underlying acclimation to changes in salinity remains poorly understood. In this study, we investigated the effects of salinity stress on behavior (movement distance) and patterns of gene expression (using RNA sequencing) of the intertidal gastropod Batillaria attramentaria. We examined responses to short-term (1-hour) and long-term (30-day) acclimation to a range of salinities (43, 33 [control], 23, 13, and 3 psu). We found that the intertidal B. attramentaria is able to tolerate a broad range of salinity from 13 to 43 psu but not the acute low salinity of 3 psu. Behavioral experiments showed that salt stress significantly influenced snails’ movement, with lower salinity resulting in shorter movement distance. Transcriptomic analyses revealed critical metabolic pathways and genes potentially involved in acclimation to salinity stress, including ionic and osmotic regulation, signal and hormonal transduction pathways, water exchange, cell protection, and gene regulation or epigenetic modification. In general, our study presents a robust, integrative laboratory-based approach to investigate the effects of salt stress on a nonmodel gastropod facing detrimental consequences of environmental change. The current genetic results provide a wealth of reference data for further research on mechanisms of ionic and osmotic regulation and adaptive evolution of this coastal gastropod.

中文翻译:

盐胁迫对潮间带腹足动物 Batillaria attramentaria 运动和转录组反应的影响

盐度是构成水生生物生物地理边界、影响分布、丰度和行为的最重要的环境因素之一。然而,对于适应盐度变化的行为和基因调控之间的关联仍然知之甚少。在这项研究中,我们研究了盐分胁迫对潮间带腹足动物 Batillaria attramentaria 的行为(运动距离)和基因表达模式(使用 RNA 测序)的影响。我们检查了对一系列盐度(43、33 [对照]、23、13 和 3 psu)的短期(1 小时)和长期(30 天)适应的反应。我们发现潮间带 B. attramentaria 能够耐受 13 到 43 psu 的广泛盐度,但不能耐受 3 psu 的急性低盐度。行为实验表明,盐胁迫显着影响蜗牛的运动,盐度越低,运动距离越短。转录组学分析揭示了可能参与适应盐胁迫的关键代谢途径和基因,包括离子和渗透调节、信号和激素转导途径、水交换、细胞保护以及基因调控或表观遗传修饰。总的来说,我们的研究提出了一种强大的、综合的、基于实验室的方法来研究盐胁迫对面临环境变化不利后果的非模式腹足动物的影响。目前的遗传结果为进一步研究这种沿海腹足动物的离子和渗透调节机制及适应性进化提供了丰富的参考数据。低盐度导致更短的移动距离。转录组学分析揭示了可能参与适应盐胁迫的关键代谢途径和基因,包括离子和渗透调节、信号和激素转导途径、水交换、细胞保护以及基因调控或表观遗传修饰。总的来说,我们的研究提出了一种强大的、综合的、基于实验室的方法来研究盐胁迫对面临环境变化不利后果的非模式腹足动物的影响。目前的遗传结果为进一步研究这种沿海腹足动物的离子和渗透调节机制及适应性进化提供了丰富的参考数据。低盐度导致更短的移动距离。转录组学分析揭示了可能参与适应盐胁迫的关键代谢途径和基因,包括离子和渗透调节、信号和激素转导途径、水交换、细胞保护以及基因调控或表观遗传修饰。总的来说,我们的研究提出了一种稳健的、综合的、基于实验室的方法来研究盐胁迫对面临环境变化不利后果的非模式腹足动物的影响。目前的遗传结果为进一步研究这种沿海腹足动物的离子和渗透调节机制及适应性进化提供了丰富的参考数据。转录组学分析揭示了可能参与适应盐胁迫的关键代谢途径和基因,包括离子和渗透调节、信号和激素转导途径、水交换、细胞保护以及基因调控或表观遗传修饰。总的来说,我们的研究提出了一种强大的、综合的、基于实验室的方法来研究盐胁迫对面临环境变化不利后果的非模式腹足动物的影响。目前的遗传结果为进一步研究这种沿海腹足动物的离子和渗透调节机制及适应性进化提供了丰富的参考数据。转录组学分析揭示了可能参与适应盐胁迫的关键代谢途径和基因,包括离子和渗透调节、信号和激素转导途径、水交换、细胞保护以及基因调控或表观遗传修饰。总的来说,我们的研究提出了一种强大的、综合的、基于实验室的方法来研究盐胁迫对面临环境变化不利后果的非模式腹足动物的影响。目前的遗传结果为进一步研究这种沿海腹足动物的离子和渗透调节机制及适应性进化提供了丰富的参考数据。和基因调控或表观遗传修饰。总的来说,我们的研究提出了一种强大的、综合的、基于实验室的方法来研究盐胁迫对面临环境变化不利后果的非模式腹足动物的影响。目前的遗传结果为进一步研究这种沿海腹足动物的离子和渗透调节机制及适应性进化提供了丰富的参考数据。和基因调控或表观遗传修饰。总的来说,我们的研究提出了一种强大的、综合的、基于实验室的方法来研究盐胁迫对面临环境变化不利后果的非模式腹足动物的影响。目前的遗传结果为进一步研究这种沿海腹足动物的离子和渗透调节机制及适应性进化提供了丰富的参考数据。
更新日期:2019-06-01
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