对虾养殖业是世界上动物蛋白质生产增长最快的产业之一,为满足世界范围内不断增长的动物蛋白需求做出了重大贡献。对虾体内菌群的稳态与对虾的健康和发育密切相关。然而,养殖过程中病原微生物（包括细菌性和病毒性病原）的感染会破坏对虾菌群稳态,从而影响对虾的健康养殖并造成了巨大的经济损失。其中,弧菌（Vibrio）和白斑综合征病毒（white spot syndrome virus,WSSV）是对虾养殖业中最具代表性的细菌性病原和病毒性病原。日本囊对虾（Marsupenaeusjaponicus）是一种具有重要经济价值的水产养殖品种,也可以作为一种研究无脊椎动物先天免疫的模型。本文以日本囊对虾为实验动物,对叉头框转录因子（FOXO）在正常对虾、弧菌和WSSV感染对虾中菌群稳态调控功能进行了研究,还对WSSV感染后肠道菌群代谢物的变化及代谢物亚油酸在对虾中的抗病毒功能开展了研究,试图为对虾养殖中的病害防控提供新策略。所得结果如下:1.FOXO参与对虾体内菌群稳态平衡调控无脊椎动物依靠先天免疫系统,包括体液免疫和细胞免疫来维持体内菌群稳态和抵御病原菌感染。在对虾中,肠道和血淋巴中的微生物菌群平衡对于对虾的自身健康十分重要。已有的研究表明,叉头框（Forkhead box,FOX）转录因子家族的O亚家族蛋白（FOXO）参与哺乳动物的黏膜免疫应答和无脊椎动物的肠道体液免疫调节。然而,FOXO在无脊椎动物的系统性先天免疫和体内菌群稳态调控中的功能仍不清楚。在本研究中,我们从日本囊对虾中鉴定出一种FOXO蛋白。发现FOXO在正常对虾中具有基础水平的表达。FOXO通过促进对虾免疫缺陷（IMD）信号途径中调控抗菌肽（AMPs）表达的转录因子Relish的表达,在维持正常对虾血淋巴和肠道微生物菌群的稳态中发挥着重要作用。在鳗弧菌感染的对虾中,FOXO显著上调表达。机理研究发现鳗弧菌感染降低了对虾中丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶AKT的活性从而激活FOXO并诱导FOXO向细胞核易位。在细胞核中,活化的FOXO直接促进靶基因Amp和Relish的表达,以抵抗鳗弧菌感染。此外,FOXO通过上调吞噬受体清道夫受体C（Src）的表达促进血细胞的吞噬作用,参与对虾细胞免疫。总之,我们的研究结果表明,FOXO通过调控抗菌肽的表达从而发挥其对于对虾血淋巴和肠道微生物菌群的稳态调控功能;FOXO在细菌感染时通过促进对虾血细胞对病原体的吞噬作用和促进抗菌肽的表达抵御病原菌感染。2.WSSV利用PP2A-FOXO信号轴促进自身在对虾中的复制在病毒与宿主互作的“军备竞赛”中,病毒进化出不同的策略来逃避宿主免疫、或利用宿主的组分进行感染。有研究发现哺乳动物的潜伏病毒在重新激活过程中会利用FOXO转录因子,但FOXO在病毒感染过程中是否被利用尚不清楚。在本研究中,我们发现对虾FOXO在白斑综合征病毒（WSSV）感染过程中被劫持,机理研究发现,在WSSV感染的早期,亮氨酸羧甲基转移酶1（LCMT1）的表达显著上调,通过促进甲基化激活蛋白磷酸酶2A（PP2A）,导致FOXO去磷酸化并移位到细胞核。FOXO直接促进WSSV极早期（Ie）基因Wsv079的转录。因此,WSSV利用宿主LCMT1-PP2A-FOXO轴在感染早期促进其复制。我们还发现,在WSSV感染的后期,WSSV的囊膜蛋白（VP26）通过直接结合FOXO和PP2A的调节亚基（B55）促进PP2A活性,从而通过VP26-PP2A-FOXO轴进一步促进对虾中WSSV的复制。总的来说,本研究揭示了 WSSV劫持宿主LCMT1-PP2A-FOXO或VP26-PP2A-FOXO轴以促进其增殖的新的病毒感染策略,并为对虾养殖中抗病品系培育提供了新靶点。3.对虾肠道菌群代谢产物亚油酸具有抗白斑综合征病毒的功能肠道微生物菌群在动物健康和疾病中起着重要作用。肠道微生物菌群可以通过自身营养代谢的变化产生菌群代谢产物,从而改善机体的免疫应答和营养吸收。然而,白斑综合征病毒感染后对虾肠道内菌群代谢产物的变化目前尚不清楚。我们建立了一种经口饲喂WSSV病毒感染对虾的模型,并用高效液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）对感染WSSV的日本囊对虾肠道内容物中的菌群代谢产物进行了分析。与正常对虾相比,共鉴定出78种差异代谢物和5种不同的代谢相关途径。其中,不饱和脂肪酸-亚油酸的含量在对虾感染WSSV后显著增加,提示亚油酸可能参与了对虾的抗病毒免疫。进一步研究表明,经口喂食亚油酸后,对虾体内的WSSV增殖明显下降,对虾存活率显著提高。机理的研究表明,亚油酸可以直接与WSSV结合,抑制其复制。同时我们也发现亚油酸还可以通过激活ERK-NF-κB信号通路促进抗菌肽和类干扰素基因Vago5的表达参与抗病毒免疫。以上的研究结果表明,WSSV感染引起肠道菌群的代谢途径转化,其代谢产物亚油酸参与了对虾的抗WSSV的免疫应答。该研究为对虾养殖中的病害防控提供了候选药物。