全球气候变化给水产养殖带来了前所未有的挑战，主要是由于高温和低溶解氧的协同作用（Breitburg等人，2018年）。世界各地的集约化水产养殖系统越来越容易受到这些复合应激因素的影响（Woolway等人，2022年）。温度升高降低了氧的溶解度并加速了代谢耗氧，这种协同效应比单独的任何一种应激因素都更具破坏性。这种联合缺氧-热应激显著影响了多种生产系统的生长、生理稳态和存活率。例如，墨西哥的Litopenaeus vannamei虾在这种条件下经历了显著的氧化应激和代谢紊乱（Estrada-Cárdenas等人，2021a年），而中国的Apostichopus japonicus海参也表现出类似的脆弱性（Huo等人，2019年）。在池塘养殖中，这种缺氧-热应激尤为严重，高养殖密度加剧了温度和氧气耗尽的负面影响（Reid等人，2019年）。了解这些应激反应的分子机制并开发有效的缓解策略对于可持续水产养殖至关重要。
水生生物在面临低氧和高温的复合应激时面临显著的生理挑战。这主要是由于氧气供应与代谢需求之间的不匹配（Rubalcaba等人，2020年）。在热应激下，生物体的代谢耗氧量增加，而水中的溶解氧可用性降低（Clark等人，2008年）。这种双重效应在集约化水产养殖中尤为明显，高养殖密度进一步耗尽了氧气资源（Pan和von Herbing，2017年）。因此，氧气需求与供应之间的不平衡加剧了氧化应激。甲壳类动物的肝胰腺（类似于鱼类的肝脏）通过涉及能量代谢、抗氧化防御和线粒体调节的多种途径协调应激反应（Vogt，2019年；Zeng等人，2019年）。这种综合反应与生物体的耐热性直接与其代谢能力相关的观点一致（Pörtner等人，2017年）。尽管水生生物具有固有的适应机制，如增加糖酵解和快速蛋白质周转，但严重的低氧和高温复合应激仍可能超出这些机制的承受能力（Aparicio-Simón等人，2018年；Camacho-Jiménez等人，2023年），尤其是在代谢活跃的组织中，如肝胰腺（González-Ruiz等人，2020年；Estrada-Cárdenas等人，2021b年）。这种应激最终导致能量平衡紊乱、氧化损伤增加和细胞功能受损，从而危及集约化水产养殖中的存活率。
目前的工程解决方案，如机械曝气，带来了巨大的经济负担（Kumar等人，2013年；Jiang等人，2020年）。这些方法的高运营成本和能源需求激发了人们对能够提高生物体内在耐受性的可持续替代方案的兴趣。在这种情况下，益生元应运而生，ISAPP将其定义为“赋予健康益处的无生命微生物及其组分的制剂”（Salminen等人，2021年；del Valle等人，2023年）。这些非活性的制剂比活菌具有优势，包括更高的稳定性、一致的生物活性以及在水产养殖系统中的简化处理。在各种益生元中，Saccharomyces cerevisiae发酵产物（SCFPs，也称为酵母培养物（Maturana等人，2023年），包括酶、蛋白质、肽、氨基酸、脂肪酸、维生素和其他生物活性化合物（Nataraj等人，2020年；Yao Ang等人，2020年；Abdel-Latif等人，2022年），在调节氧化应激和维持代谢稳态方面显示出特别的前景。虽然SCFP在陆地牲畜中的能量代谢益处已有充分记录（Alugongo等人，2017年；Deters等人，2018年），但其在水生物种中的保护机制仍仅部分了解。尽管最近的研究表明酵母培养物可以调节鱼肝细胞的氧化应激和炎症（Bu等人，2019年）并改善普通鲤鱼的肝脏和肠道健康（Wang等人，2024a年），但SCFP的作用机制仍存在许多未解之谜。特别是，SCFP成分如何与水生物种的细胞应激反应途径相互作用仍不清楚，尤其是在调节缺氧-热应激下的能量代谢及其对代谢和抗氧化途径的整合调节方面。理解这些机制对于优化SCFP在水产养殖中的应用至关重要。
中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）是一种具有商业价值的水产养殖物种，由于其变温性和底栖生活方式，其对环境应激的敏感性增加（Yang等人，2021年；Pan等人，2024年）。肝胰腺是主要的代谢和解毒器官，其对环境变化的生理反应特征为研究对抗应激的营养干预提供了坚实的基础。该物种的应激反应机制和代谢途径在许多具有商业价值的甲壳类动物中是保守的，这些发现对于开发集约化甲壳类水产养殖中的应激管理策略特别有价值。
基于先前关于SCFP在陆地和水生物种中保护作用的证据，假设SCFP补充可以通过调节代谢和抗氧化途径来增强E. sinensis对缺氧-热应激的抵抗力。为了确定这种保护的具体分子机制，采用了结合转录组分析、生化和细胞实验的综合方法。本研究提供了关于益生元在水产养殖物种中对抗环境应激的保护作用的见解，对改进集约化生产系统的应激管理具有潜在意义。
