摘要：近日，上海海洋大学水产与生命学院杨筱珍教授团队在中华绒螯蟹（河蟹）行为调控研究领域取得重大进展。其研究成果发表于国际权威期刊《JouRNAl of Agricultural and Food Chemistry》（IF 5.7，中科院大类 1 区，JCR Q1
近日，上海海洋大学水产与生命学院杨筱珍教授团队在中华绒螯蟹（河蟹）行为调控研究领域取得重大进展。其研究成果发表于国际权威期刊《JouRNAl of Agricultural and Food Chemistry》（IF 5.7，中科院大类 1 区，JCR Q1），首次系统阐明了 “L - 色氨酸（L-TRP）- 色氨酸羟化酶（TPH）-5 - 羟色胺（5-HT）” 通路对河蟹打斗行为的调控机制，为破解高密度养殖中河蟹因打斗导致的经济损失难题提供了关键科学依据和潜在调控靶点，尤其为高密度工厂化养殖模式下河蟹的健康养殖提供了创新思路。
在河蟹高密度池塘养殖模式中，个体间频繁打斗导致的 肢体损伤、死亡率上升及品质下降 问题尤为突出，据估算每年造成的经济损失超亿元。当前生产中主要通过降低养殖密度、增加投喂频率等方式调控打斗行为，但存在 成本高、效果有限 等弊端。因此，从分子层面解析打斗行为的内在调控机制，成为水产养殖业亟需突破的核心科学问题。
随着水产养殖向集约化、智能化方向发展，高密度工厂化养殖模式因具有 空间利用率高、生产周期可控、环保性能优 等优势，逐渐成为河蟹养殖的重要趋势。然而，该模式下河蟹的活动空间更狭小、个体密度更高，打斗行为引发的 应激反应、疾病传播风险及生长差异 等问题更为显著，传统调控手段已难以满足工业化生产对高效、精准管理的需求。如何在工厂化环境中实现河蟹‘高密度共存’，成为产业升级的关键瓶颈。
杨筱珍团队长期聚焦甲壳类行为调控研究。前期研究发现，饲料中添加 L-TRP 可显著抑制河蟹打斗行为，但作用途径尚不明确。基于此，团队以 L-TRP 合成 5-HT 的关键限速酶 TPH 为切入点，综合运用分子生物学、细胞生物学及行为学技术，展开系统性研究：
基因与蛋白特性解析通过基因克隆技术获得河蟹 TPH 基因全长序列，发现其与其他甲壳类物种的 TPH 基因序列 高度保守，且主要在脑和胸神经节表达，提示其功能与神经调控密切相关。亚细胞定位实验证实，TPH 蛋白主要分布于 细胞质，为后续靶向药物设计提供了空间定位依据。细胞免疫荧光检测 TPH 蛋白表达在细胞质中
功能验证双路径利用 RNA 干扰技术降低 TPH 表达后，河蟹个体间接触次数显著增加，攻击倾向明显增强；而通过原核表达系统制备的 TPH 重组蛋白（rpTPH）注射实验则显示，过表达 TPH 可使河蟹打斗次数及持续时间 显著减少。这一 “敲低促斗”“过表达抑斗” 的双向验证，明确了 TPH 在抑制打斗行为中的核心作用。RNA干扰TPH（左图）及过表达TPH（右图）后河蟹的打斗行为
5-HT 信号通路验证结合饲料添加 L-TRP 后血淋巴中 5-HT 水平升高的现象，团队利用 5-HT 再摄取抑制剂氟西汀进行验证。实验表明，延长 5-HT 的神经信号传导时间可 显著减少 河蟹的接触次数、打斗次数及持续时间，进一步证实了 “L-TRP-TPH-5-HT” 通路的调控功能。氟西汀注射后河蟹的打斗行为
在工厂化养殖环境中，可通过在配合饲料中精准添加 L-TRP（L - 色氨酸），激活 “L-TRP-TPH-5-HT” 通路，提升河蟹血淋巴中 5-HT 水平，从神经分子层面抑制个体间的攻击行为。
该方案无需改变工厂化养殖的硬件设施，通过饲料配方优化即可实现打斗行为调控，具有操作便捷、成本可控的优势，特别适合工业化生产中的大规模应用。
基于 TPH 蛋白分布于细胞质的特性，未来可开发 TPH 特异性激活剂或缓释型制剂，通过自动化投喂系统精准给药。同时，研究团队计划结合 AI 技术开发 河蟹行为智能识别软件，通过摄像头实时捕捉养殖池内个体互动画面，自动分析接触频率、打斗持续时间等参数，动态调整药物投喂剂量或养殖环境参数（如光照、水流），实现 “监测 - 分析 - 干预” 的智能化闭环管理，大幅提升工厂化养殖的效率与精准度。
传统工厂化养殖为降低打斗风险，往往被迫牺牲密度以保证存活率。而该研究成果揭示的分子调控机制，可使河蟹在更高密度下保持行为平和，从而 将单位水体产量提升 30%-50%，同时减少因打斗导致的肢体残缺率（目前工厂化养殖中该比例约为 15%-20%），显著提高商品蟹的规格均匀度和品质等级，直接提升养殖经济效益。
本研究的顺利开展得益于上海海洋大学在水产养殖、动物营养、分子生物学等多学科的深度交叉融合，以及先进科研平台和丰富实验资源的支撑。团队负责人杨筱珍教授表示，未来将重点推动两大方向的研究：
机制深度挖掘通过分子互作分析、基因编辑等技术，进一步筛选 TPH 基因及 5-HT 信号通路中调控打斗行为的关键应答物质，为开发高效低毒的新型调控剂提供理论基础。工厂化场景适配与水产装备企业合作，将行为智能识别软件与工厂化养殖的水质监测系统、自动投喂系统等设备集成，打造 “智慧养殖管理平台”，推动河蟹工厂化养殖向 “数字化、精准化、福利化” 转型升级。这一突破性成果不仅为河蟹高密度养殖（尤其是工厂化模式）的可持续发展开辟了新路径，更彰显了我国在水产动物行为学研究领域的领先实力。随着研究成果的产业化落地，有望彻底改变传统养殖依赖经验调控的模式，为全球水产养殖业的集约化、智能化发展贡献 “中国方案”。
来源：中国水产养殖网
