Published May 11, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Screening and Identification of the Biomarkers Applied for the Evaluation of Acute and Chronic Thermal Tolerance Ability in Largemouth Bass (Micropterus salmoides)

Creators

  • 1. Chinese Academy of Fishery Sciences
  • 2. Shanghai Ocean University

Description

Affected by the continuously rising temperature, thermal stress leads to a delinked growth rate and resistance to stress in cultured largemouth bass (Micropterus salmoides, LMB) in China. Identification of LMB with better thermal resistance will benefit the breeding of new varieties. However, there has been limited reporting on the evaluation to identify LMB with better thermal resistance. LMB consists of the northern LMB (Micropterus salmoides salmoides, NLMB) and the Florida LMB (Micropterus salmoides floridanus, FLMB). Due to their different geographical distributions, it has been suggested that FLMB exhibit better thermal resistance compared to NLMB. In this study, NLMB and FLMB were subjected to thermal stress for 3 h (acute) and 60 d (chronic) at 33 °C, respectively. Subsequently, the variations of 12 candidate biomarkers between NLMB and FLMB were analyzed. Exposure to acute thermal stress significantly increased plasma cortisol, blood glucose, and lactate levels; activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPX), catalase (CAT), glucose kinase (GK), pyruvate kinase (PK), lactate dehydrogenase (LDH), and glucose 6 phosphatase (G6Pase); and the expressions of hsp70 and hsp90 in both NLMB and FLMB (p < 0.05). Compared to NLMB, FLMB exhibited a lower plasma cortisol level and a higher expression of hsp90 under acute thermal stress (p < 0.05). Exposure to chronic thermal stress significantly increased plasma cortisol and blood glucose levels, as well as activities of GK, PK, LDH, and G6Pase, as well as expressions of hsp70 and hsp90 in both NLMB and FLMB (p < 0.05). Additionally, FLMB showed a lower expression of hsp70 compared to NLMB (p < 0.05). In conclusion, our results showed that LMB with lower plasma cortisol level and higher expression of hsp90 under acute thermal stress, as well as lower expression of hsp70 under chronic thermal stress were suggested to have better thermal resistance. Our study provides valuable information for identifying and breeding LMB varieties with better thermal resistance in the future.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتأثر الإجهاد الحراري بارتفاع درجة الحرارة المستمر، ويؤدي إلى معدل نمو مفصول ومقاومة للإجهاد في الجهير كبير الفم المستزرع (Micropterus salmoides، LMB) في الصين. إن تحديد LMB بمقاومة حرارية أفضل سيفيد في تكاثر أصناف جديدة. ومع ذلك، كان هناك تقارير محدودة عن التقييم لتحديد LMB مع مقاومة حرارية أفضل. يتكون LMB من LMB الشمالي (Micropterus salmoides salmoides، NLMB) و LMB فلوريدا (Micropterus salmoides floridanus، FLMB). نظرًا لتوزيعاتها الجغرافية المختلفة، فقد اقترح أن FLMB تظهر مقاومة حرارية أفضل مقارنة بـ NLMB. في هذه الدراسة، تعرض NLMB و FLMB للإجهاد الحراري لمدة 3 ساعات (حادة) و 60 يومًا (مزمنة) عند 33 درجة مئوية، على التوالي. بعد ذلك، تم تحليل اختلافات 12 مؤشرًا حيويًا مرشحًا بين NLMB و FLMB. أدى التعرض للإجهاد الحراري الحاد إلى زيادة كبيرة في مستويات الكورتيزول في البلازما وجلوكوز الدم واللاكتات ؛ وأنشطة ديسموتاز الأكسيد الفائق (SOD)، وبيروكسيداز الجلوتاثيون (GPX)، والكاتالاز (CAT)، وكيناز الجلوكوز (GK)، وكيناز البيروفات (PK)، ونازعة هيدروجين اللاكتات (LDH)، والجلوكوز 6 فوسفاتاز (G6Pase )؛ وتعبيرات hsp70 و hsp90 في كل من NLMB و FLMB (P < 0.05). بالمقارنة مع NLMB، أظهر FLMB مستوى منخفضًا من الكورتيزول في البلازما وتعبيرًا أعلى عن hsp90 تحت الإجهاد الحراري الحاد (P < 0.05). أدى التعرض للإجهاد الحراري المزمن إلى زيادة كبيرة في مستويات الكورتيزول في البلازما وجلوكوز الدم، بالإضافة إلى أنشطة GK و PK و LDH و G6Pase، بالإضافة إلى تعبيرات hsp70 و hsp90 في كل من NLMB و FLMB (P < 0.05). بالإضافة إلى ذلك، أظهر FLMB تعبيرًا أقل عن hsp70 مقارنة بـ NLMB (P < 0.05). في الختام، أظهرت نتائجنا أن LMB مع انخفاض مستوى الكورتيزول في البلازما وارتفاع التعبير عن hsp90 تحت الإجهاد الحراري الحاد، وكذلك انخفاض التعبير عن hsp70 تحت الإجهاد الحراري المزمن اقترح أن يكون لها مقاومة حرارية أفضل. توفر دراستنا معلومات قيمة لتحديد وتربية أصناف LMB ذات مقاومة حرارية أفضل في المستقبل.

Translated Description (French)

Affecté par la hausse continue de la température, le stress thermique conduit à un taux de croissance dissocié et à une résistance au stress chez l'achigan à grande bouche cultivé (Micropterus salmoides, LMB) en Chine. L'identification de LMB avec une meilleure résistance thermique bénéficiera à la sélection de nouvelles variétés. Cependant, il y a eu peu de rapports sur l'évaluation pour identifier les LMB avec une meilleure résistance thermique. Le LMB se compose du LMB du nord (Micropterus salmoides salmoides, NLMB) et du LMB de Floride (Micropterus salmoides floridanus, FLMB). En raison de leurs distributions géographiques différentes, il a été suggéré que le FLMB présente une meilleure résistance thermique que le NLMB. Dans cette étude, le NLMB et le FLMB ont été soumis à un stress thermique pendant 3 h (aiguë) et 60 j (chronique) à 33 °C, respectivement. Par la suite, les variations de 12 biomarqueurs candidats entre NLMB et FLMB ont été analysées. L'exposition à un stress thermique aigu a significativement augmenté les taux de cortisol plasmatique, de glycémie et de lactate ; les activités de la superoxyde dismutase (SOD), de la glutathion peroxydase (GPX), de la catalase (CAT), de la glucose kinase (GK), de la pyruvate kinase (PK), de la lactate déshydrogénase (LDH) et de la glucose 6 phosphatase (G6Pase) ; et les expressions de hsp70 et hsp90 dans NLMB et FLMB (p < 0,05). Par rapport au NLMB, le FLMB présentait un taux de cortisol plasmatique plus faible et une expression plus élevée de hsp90 sous stress thermique aigu (p < 0,05). L'exposition au stress thermique chronique a significativement augmenté les taux de cortisol plasmatique et de glycémie, ainsi que les activités de GK, PK, LDH et G6Pase, ainsi que les expressions de hsp70 et hsp90 à la fois dans NLMB et FLMB (p < 0,05). De plus, le FLMB a montré une expression plus faible de hsp70 par rapport au NLMB (p < 0,05). En conclusion, nos résultats ont montré que le LMB avec un niveau de cortisol plasmatique plus faible et une expression plus élevée de hsp90 sous un stress thermique aigu, ainsi qu'une expression plus faible de hsp70 sous un stress thermique chronique, étaient suggérés pour avoir une meilleure résistance thermique. Notre étude fournit des informations précieuses pour l'identification et la sélection de variétés LMB présentant une meilleure résistance thermique à l'avenir.

Translated Description (Spanish)

Afectado por el aumento continuo de la temperatura, el estrés térmico conduce a una tasa de crecimiento desvinculada y resistencia al estrés en la lubina cultivada (Micropterus salmoides, LMB) en China. La identificación de LMB con mejor resistencia térmica beneficiará el mejoramiento de nuevas variedades. Sin embargo, ha habido informes limitados sobre la evaluación para identificar LMB con mejor resistencia térmica. El LMB consiste en el LMB del norte (Micropterus salmoides salmoides, NLMB) y el LMB de Florida (Micropterus salmoides floridanus, FLMB). Debido a sus diferentes distribuciones geográficas, se ha sugerido que FLMB exhibe una mejor resistencia térmica en comparación con NLMB. En este estudio, NLMB y FLMB se sometieron a estrés térmico durante 3 h (agudo) y 60 d (crónico) a 33 °C, respectivamente. Posteriormente, se analizaron las variaciones de 12 biomarcadores candidatos entre NLMB y FLMB. La exposición al estrés térmico agudo aumentó significativamente los niveles plasmáticos de cortisol, glucosa en sangre y lactato; las actividades de superóxido dismutasa (SOD), glutatión peroxidasa (GPX), catalasa (CAT), glucosa quinasa (GK), piruvato quinasa (PK), lactato deshidrogenasa (LDH) y glucosa 6 fosfatasa (G6Pasa); y las expresiones de hsp70 y hsp90 tanto en NLMB como en FLMB (p < 0.05). En comparación con NLMB, FLMB exhibió un nivel de cortisol plasmático más bajo y una mayor expresión de hsp90 bajo estrés térmico agudo (p < 0.05). La exposición al estrés térmico crónico aumentó significativamente los niveles de cortisol plasmático y glucosa en sangre, así como las actividades de GK, PK, LDH y G6Pasa, así como las expresiones de hsp70 y hsp90 tanto en NLMB como en FLMB (p < 0.05). Además, FLMB mostró una menor expresión de hsp70 en comparación con NLMB (p < 0.05). En conclusión, nuestros resultados mostraron que el LMB con un menor nivel de cortisol plasmático y una mayor expresión de hsp90 bajo estrés térmico agudo, así como una menor expresión de hsp70 bajo estrés térmico crónico, se sugirió que tenía una mejor resistencia térmica. Nuestro estudio proporciona información valiosa para identificar y cultivar variedades de LMB con mejor resistencia térmica en el futuro.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
فحص وتحديد المؤشرات الحيوية المطبقة لتقييم قدرة التحمل الحراري الحاد والمزمن في الجهير كبير الفم (Micropterus salmoides)
Translated title (French)
Dépistage et identification des biomarqueurs appliqués à l'évaluation de la tolérance thermique aiguë et chronique chez le bar à grande bouche (Micropterus salmoides)
Translated title (Spanish)
Cribado e Identificación de los Biomarcadores Aplicados para la Evaluación de la Capacidad de Tolerancia Térmica Aguda y Crónica en la Lubina Largemouth (Micropterus salmoides)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4396865038
DOI
10.3390/ani14101435

Is supplement to
https://openalex.org/W4391459398 (Other)
https://openalex.org/W4367610246 (Other)
https://openalex.org/W3022659343 (Other)
https://openalex.org/W2617716956 (Other)
https://openalex.org/W2139162290 (Other)
https://openalex.org/W2134105472 (Other)
https://openalex.org/W2053382728 (Other)
https://openalex.org/W2011560150 (Other)
https://openalex.org/W1991830762 (Other)
https://openalex.org/W1975650068 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1876389666
  • https://openalex.org/W1989207373
  • https://openalex.org/W1990822467
  • https://openalex.org/W1999638184
  • https://openalex.org/W2007588347
  • https://openalex.org/W2014147440
  • https://openalex.org/W2020543339
  • https://openalex.org/W2025099925
  • https://openalex.org/W2028975577
  • https://openalex.org/W2030082374
  • https://openalex.org/W2035921846
  • https://openalex.org/W2037995225
  • https://openalex.org/W2042784053
  • https://openalex.org/W2045894734
  • https://openalex.org/W2080744785
  • https://openalex.org/W2095703774
  • https://openalex.org/W2099445531
  • https://openalex.org/W2107277218
  • https://openalex.org/W2130196766
  • https://openalex.org/W2140345942
  • https://openalex.org/W2141261198
  • https://openalex.org/W2170425156
  • https://openalex.org/W2382234152
  • https://openalex.org/W2383700075
  • https://openalex.org/W2384765643
  • https://openalex.org/W2510848995
  • https://openalex.org/W2611155742
  • https://openalex.org/W2619663459
  • https://openalex.org/W2776486188
  • https://openalex.org/W2782137349
  • https://openalex.org/W2988303362
  • https://openalex.org/W2990611832
  • https://openalex.org/W3005607988
  • https://openalex.org/W3012531285
  • https://openalex.org/W3047486548
  • https://openalex.org/W3111282918
  • https://openalex.org/W3197192414
  • https://openalex.org/W3216008074
  • https://openalex.org/W4200560281
  • https://openalex.org/W4205107063
  • https://openalex.org/W4293539893
  • https://openalex.org/W4321369221
  • https://openalex.org/W4386295703