上海海洋大學科研突破：揭秘河蟹打斗調控機制，為高密度養殖難題提供新解

近日，上海海洋大學水產與生命學院楊筱珍教授團隊在中華絨螯蟹（河蟹）行為調控研究領域取得重大進展。其研究成果發表于國際權威期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（IF 5.7，中科院大類 1 區，JCR Q1），首次系統闡明了 “L - 色氨酸（L-TRP）- 色氨酸羥化酶（TPH）-5 - 羥色胺（5-HT）” 通路對河蟹打斗行為的調控機制，為破解高密度養殖中河蟹因打斗導致的經濟損失難題提供了關鍵科學依據和潛在調控靶點，尤其為高密度工廠化養殖模式下河蟹的健康養殖提供了創新思路。

一、高密度養殖之困：傳統模式與工廠化養殖的雙重挑戰
（一）傳統池塘養殖痛點凸顯

在河蟹高密度池塘養殖模式中，個體間頻繁打斗導致的 肢體損傷、死亡率上升及品質下降 問題尤為突出，據估算每年造成的經濟損失超億元。當前生產中主要通過降低養殖密度、增加投喂頻率等方式調控打斗行為，但存在 成本高、效果有限 等弊端。因此，從分子層面解析打斗行為的內在調控機制，成為水產養殖業亟需突破的核心科學問題。

（二）工廠化養殖的新需求

隨著水產養殖向集約化、智能化方向發展，高密度工廠化養殖模式因具有 空間利用率高、生產周期可控、環保性能優 等優勢，逐漸成為河蟹養殖的重要趨勢。然而，該模式下河蟹的活動空間更狹小、個體密度更高，打斗行為引發的 應激反應、疾病傳播風險及生長差異 等問題更為顯著，傳統調控手段已難以滿足工業化生產對高效、精準管理的需求。如何在工廠化環境中實現河蟹‘高密度共存’，成為產業升級的關鍵瓶頸。

二、十年磨一劍：從飼料添加劑到分子機制的深度探究

楊筱珍團隊長期聚焦甲殼類行為調控研究。前期研究發現，飼料中添加 L-TRP 可顯著抑制河蟹打斗行為，但作用途徑尚不明確。基于此，團隊以 L-TRP 合成 5-HT 的關鍵限速酶 TPH 為切入點，綜合運用分子生物學、細胞生物學及行為學技術，展開系統性研究：

• 基因與蛋白特性解析

  通過基因克隆技術獲得河蟹 TPH 基因全長序列，發現其與其他甲殼類物種的 TPH 基因序列 高度保守 ，且主要在腦和胸神經節表達，提示其功能與神經調控密切相關。亞細胞定位實驗證實，TPH 蛋白主要分布于 細胞質 ，為后續靶向藥物設計提供了空間定位依據。

  
  

  細胞免疫熒光檢測 TPH 蛋白表達在細胞質中

• 功能驗證雙路徑

  利用 RNA 干擾技術降低 TPH 表達后，河蟹個體間接觸次數顯著增加，攻擊傾向明顯增強；而通過原核表達系統制備的 TPH 重組蛋白（rpTPH）注射實驗則顯示，過表達 TPH 可使河蟹打斗次數及持續時間 顯著減少 。這一 “敲低促斗”“過表達抑斗” 的雙向驗證，明確了 TPH 在抑制打斗行為中的核心作用。

  
  

  RNA干擾TPH（左圖）及過表達TPH（右圖）后河蟹的打斗行為

• 5-HT 信號通路驗證

  結合飼料添加 L-TRP 后血淋巴中 5-HT 水平升高的現象，團隊利用 5-HT 再攝取抑制劑氟西汀進行驗證。實驗表明，延長 5-HT 的神經信號傳導時間可 顯著減少 河蟹的接觸次數、打斗次數及持續時間，進一步證實了 “L-TRP-TPH-5-HT” 通路的調控功能。

  
  

  氟西汀注射后河蟹的打斗行為

三、成果轉化價值：適配工廠化養殖的精準調控方案

該研究不僅首次在河蟹中揭示了打斗行為的分子調控機制，其研究方法和核心結論還可推廣至擬穴青蟹、小龍蝦等其他經濟甲殼類物種，為全球水產養殖中的動物行為調控提供了通用型解決方案，尤其為高密度工廠化養殖模式提供了三大創新應用方向：

（一）飼料添加劑精準干預

在工廠化養殖環境中，可通過在配合飼料中精準添加 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，從神經分子層面抑制個體間的攻擊行為。
該方案無需改變工廠化養殖的硬件設施，通過飼料配方優化即可實現打斗行為調控，具有操作便捷、成本可控的優勢，特別適合工業化生產中的大規模應用。

（二）靶向藥物與智能化管理協同

基于 TPH 蛋白分布于細胞質的特性，未來可開發 TPH 特異性激活劑或緩釋型制劑，通過自動化投喂系統精準給藥。同時，研究團隊計劃結合 AI 技術開發 河蟹行為智能識別軟件，通過攝像頭實時捕捉養殖池內個體互動畫面，自動分析接觸頻率、打斗持續時間等參數，動態調整藥物投喂劑量或養殖環境參數（如光照、水流），實現 “監測 - 分析 - 干預” 的智能化閉環管理，大幅提升工廠化養殖的效率與精準度。

（三）養殖密度與福利雙提升

傳統工廠化養殖為降低打斗風險，往往被迫犧牲密度以保證存活率。而該研究成果揭示的分子調控機制，可使河蟹在更高密度下保持行為平和，從而 將單位水體產量提升 30%-50%，同時減少因打斗導致的肢體殘缺率（目前工廠化養殖中該比例約為 15%-20%），顯著提高商品蟹的規格均勻度和品質等級，直接提升養殖經濟效益。

四、產學研協同：學科優勢賦能工廠化養殖新范式

本研究的順利開展得益于上海海洋大學在水產養殖、動物營養、分子生物學等多學科的深度交叉融合，以及先進科研平臺和豐富實驗資源的支撐。團隊負責人楊筱珍教授表示，未來將重點推動兩大方向的研究：

• 機制深度挖掘

  通過分子互作分析、基因編輯等技術，進一步篩選 TPH 基因及 5-HT 信號通路中調控打斗行為的關鍵應答物質，為開發高效低毒的新型調控劑提供理論基礎。

• 工廠化場景適配

  與水產裝備企業合作，將行為智能識別軟件與工廠化養殖的水質監測系統、自動投喂系統等設備集成，打造 “智慧養殖管理平臺”，推動河蟹工廠化養殖向 “數字化、精準化、福利化” 轉型升級。

這一突破性成果不僅為河蟹高密度養殖（尤其是工廠化模式）的可持續發展開辟了新路徑，更彰顯了我國在水產動物行為學研究領域的領先實力。隨著研究成果的產業化落地，有望徹底改變傳統養殖依賴經驗調控的模式，為全球水產養殖業的集約化、智能化發展貢獻 “中國方案” 。