光是影响鱼类生长、代谢、繁殖、摄食等生命活动的重要生态因子^[1]。与光强^[2]、光周期^[3]一样，光色^[4]对鱼类的生理、行为特性有着重要的调控作用。趋向性是指鱼类受到外界环境刺激后发生方向性运动的行为^[5]。在日常迁移过程中，鱼类可以通过视觉感知到环境光色发生改变，然后致使其光谱灵敏度做出调整^[6]，最终会趋向至偏好的光色环境中。研究表明，不同鱼种对光色偏好存在着较大差异。鳗鲡(Anguilla marmorata)^[7]更加偏好红光、黄光和紫光。雄性光唇鱼(Acrossocheilus fasciatus)^[8]偏好黄光，而雌性群体则偏好红光。在秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis)的研究中发现，其群体更趋向于黄光和蓝光^[9]。另外，光色对鱼类的生理特性也会产生明显的影响。如虹鳟(Oncorhynchus mykiss)^[10]在绿光下的生理应激程度最低。欧洲舌齿鲈(Dicentrarchus labrax)^[11]在红光下具备较强的抗氧化能力，可有效应对胁迫。金鱼(Carassius auratus)^[12]在绿光下氧化应激反应受到抑制且免疫系统功能增强，而蓝光下会表现出较慢的换气频率及较短运动潜伏期和静止持续时间^[13]。可见，不同的鱼类对光色的行为和生理适应机制不同，具有物种特异性。

近年来，深远海养殖已成为我国海水养殖转型升级和高质量发展的重要途径。花鲈(Lateolabrax maculatus)隶属于鲈形目(Perciformes)、鮨科(Serranidae)、花鲈属(Lateolabrax)，常年栖息于近岸及河口附近海域^[14]，是我国主要的养殖经济鱼类之一，也是适宜深远海养殖的优良鱼种。深远海养殖一般在水深不低于15 m开放海域内^[15]。由于海水的复杂易变及散射等问题，当海水越深，光色衰减速率越快，光色变动幅度就会越大^[16-17]。因此，在开展花鲈深远海养殖时，应考虑其是否适应深海光色环境、养殖平台是否需要补充特定光色等问题。本实验通过观测花鲈在不同光色下的趋向行为特点，并结合组织学、生理学和组学等参数变化，多维度探究花鲈对光色选择的偏好性及可能适应机制，为花鲈深远海养殖设施光环境设置与调控提供理论依据。

实验于2023年7月在海阳市黄海水产有限公司实验车间开展。正式实验前，挑选体表无损伤且活力正常的60日龄花鲈流水暂养1周。暂养及实验的养殖条件：水温(23±0.4) ℃，盐度28~30，溶解氧7.61 mg/L，氨氮0.457 mg/L，亚硝酸盐0.008 mg/L, pH 7.52。暂养期间每日8:00和16:00按照体重2%定点定量投喂配合饲料，光照周期设置为12L∶12D。

实验装置系本团队自行设计，由圆形水槽、分隔板、视频监控设备以及LED光源构成。在直径2.4 m，高0.65 m的圆形水槽内中央竖插一根空心圆柱，用5块PVC隔板将水槽空间等分为红、黄、蓝、绿和白5个光色区域，各区域内均设置独立的不同光色的光源照射，实现光色可控。各区域间留有空隙，可供鱼自由穿梭。距离水面高2.6 m架设杰锐微通HF900_3.6 mm高清摄像机，通过焦距校准使视野覆盖整个实验缸(图1)。LED灯带含有可调节辐照度大小的调节器，调节范围为0~1.0 W/m²。采用远方光电SIS-20光谱辐照传感器对灯带进行波长的测定：蓝光(440~465 nm，波峰455 nm)、绿光(505~530 nm，波峰508 nm)、黄光(波长590~615 nm，波峰603 nm)、红光(620~645 nm，波峰632 nm)、白光(全光谱段，波峰455 nm)。实验区域辐照度保持在0.4~0.6 W/m²，预实验表明花鲈在不同光照下此辐照度范围内行为无异常。

图1

图1 　光色趋向性实验装置示意图 Fig. 1 　Schematic diagram of experimental setup for light color preference of fish

实验开始前，将装置内水深调整为0.2 m，将所有光源调整至适应辐照度范围内，并避免外界光照干扰。随机选取50尾花鲈[平均全长(14.5±5.5) cm、平均体重(36.5±4.5) g]，实验前均饥饿24 h以减少摄食不均对光色趋向可能造成的影响。群体测试是将实验鱼随机均分5组放入每个光色区域中，适应30 min后开始录像，持续5 h。结束后将鱼捞出放回原暂养缸，间隔1 h后重复上述实验。群体测试结束后，再从暂养水缸中挑选15尾实验鱼进行个体趋色行为测试。以下为群体和个体趋向行为量化指标：

群体趋色指数(group preference index, GPI): 不同光色区域内鱼的数量/实验鱼总数量。50尾实验鱼在装置中适应30 min后，每间隔半小时记录一次各光色区域中实验鱼停留的数量，5 h内共记录8次，本实验共重复5次。

个体趋色指数(individual preference index, IPI): 每次随机挑选1尾实验鱼，放入实验设备适应5 min后，连续录像10 min，统计其在各个光色区域内停留的时间，以在不同光色区域内的停留时间百分比平均数作为个体趋色行为的评价性指标，本实验共重复15次。随后依照GPI统计数据百分比平均数作为群体对光色选择的评价性指标，来比较花鲈群体和个体对光色选择的行为差异。

群体停留时间(group retention time, GRT): 根据测定群体趋色指数GPI的时间点前后5 min (共10 min)视频分析并统计鱼群体在不同光色区域内的滞留时间，根据区域内实验鱼达到10条及以上时为有效滞留时间，本实验共重复5次。

群体摆尾频率(group tail beat frequency, GTBF): 根据测定群体趋色指数GPI的时间点前后1 min (共2 min)内的鱼体运动视频进行计数，通过随机选取该时间段下每个光色区域内5尾实验鱼尾鳍摆动统计摆尾频率，本实验共重复5次。

群体光色趋向行为实验结束后发现，花鲈仅在蓝、白和绿3区域内出现长时间停留。因此，样品采集均在以上3区域内完成，每区域内各取6条鱼开展后续生理实验。使用MS-222 (Sigma, USA)进行麻醉后解剖并提取肝脏和右侧眼球组织，置于液氮中，用于后续生理适应特性分析。鱼左侧眼球组织在经过Davis固定液固定24 h后置于75%浓度乙醇保存，用于后续进行视网膜形态变化的观察。

酶活性指标均采用南京建成生物研究所的试剂盒测定。超氧化物歧化酶A001-3-2 (WST-1法)、过氧化氢酶A007-1-1 (钼酸铵法)、谷胱甘肽过氧化物酶A005-1-2 (比色法)、丙二醛含量A003-1-2 (TBA法)、溶菌酶A050-1-1 (比浊法)、碱性磷酸酶A059-2-2 (微板法)、酸性磷酸酶A060-2-2 (微板法)。蛋白浓度测定使用上海碧云天生物技术有限公司(货号：P0006) Bradford蛋白质测定试剂盒。

固定好的眼球样品经一系列处理及HE染色后，用Pannoramic MIDI II数字切片扫描仪(丹吉尔，匈牙利)进行图像扫描。使用Case Viewer.2.4.0W软件测量并记录视网膜视锥细胞数量和色素指数。选取花鲈幼鱼视网膜上视锥细胞数量和色素指数作为量化指标。

视锥细胞(C. C)数量：不同光色组组织切片随机选取5个区域在视网膜横切面上100 µm长度内进行计数(1个双锥细胞=2个单锥细胞)。

色素指数(Pigment Index, PI): 色素层厚度/视觉细胞层厚度，即PI=P/V。同样在不同视网膜切片上等距离取5个点，测量色素层厚度P (视网膜外缘至黑色素最外缘间距)及视觉细胞层厚度V (视网膜外缘至外界膜间距)进行PI计算。

(1) RNA抽提和测序文库构建　选取蓝光组(QX_A)、绿光组(QX_B)、白光组(QX_C)内花鲈幼鱼的眼组织共计9个样品，进行转录组测序分析。按照Trizol试剂(Invitrogen, USA)说明书提取总RNA。使用NanoDrop 2000分光光度计(Thermo Scientific, USA)和琼脂凝胶电泳(浓度1.2%)测定RNA质量，使用Agilent 2100 Bioanalyzer (Agilent Technologies, USA)测定RIN值以评估RNA完整性。使用VAHTS Universal V5 RNA-seq Library Prep试剂盒依照说明书构建转录组文库。

(2) RNA转录组测序和功能富集分析　采用Illumina Novaseq 6000测序平台对文库进行测序，并生成150 bps双端reads，去除低质量reads后获得clean reads用于后续数据分析。使用HISAT2软件进行参考基因组比对，并进行基因表达量(FPKM)计算，并通过HTSeq-count获得每个基因的reads计数。利用DESeq2软件进行差异表达基因分析，其中符合P<0.05且fold change>2或fold change<0.5阈值的基因被定义为差异表达基因(DEGs)。对DEGs进行层次聚类分析，以展示基因在不同组和样本中的表达模式。基于超几何分布算法对差异表达基因进行GO/KEGG Pathway富集分析，用于筛选显著性富集功能条目，使用GSEA软件进行基因集富集分析。

自本实验DEGs所富集到的KEGG信号通路中随机选取相应的上调或下调基因进行实时荧光定量PCR (qPCR)复检，以确定RNA-Seq相应数据的准确性。目的基因和内参(β-actin)基因的实时荧光定量PCR引物序列如表1所示。PCR扩增条件为：95 ℃预变性30 s, 95 ℃延伸5 s, 60 ℃退火20 s，共45个循环，使用的仪器是Lightcycler 480 II Real-time PCR仪(Roche，瑞士)。反应体系为20 μL: TB Green PremiEx Taq II (TaKaRa，日本) 10 μL，上、下游引物(10 μmol/L)各0.8 μL, ddH₂O 6.4 μL, cDNA模板2 μL 通过熔解曲线验证产物特异性，目的基因和内参基因的标准曲线相关系数(R²): 0.99<R²<0.999，扩增效率(E): 0.9<E<1.1。采用$2^{ - \Delta \Delta {C_{\rm{t}}}}$法计算目的基因的相对表达量。

表1

表1 　花鲈幼鱼实时荧光定量PCR引物序列信息 Tab. 1 　Primer sequences used in the qRT-PCR of Lateolabrax maculatus juvenile 引物 primer 引物序列(5ʹ–3ʹ) primer sequence (5ʹ–3ʹ) atpaf1-F TCCACTTCACCTCCCTCATCAAC atpaf1-R GACGCCCTTCTCCTCCTTCAG naprt-F GTCCTACGCCATCGCCTACC naprt-R CCACGGCACAGAAGTTCAACAG c3-F ACTGCGGCTCTGTAGGAATGATG c3-R GGCTGTGCGTTCACCATTGTC rpl37a-F CAACAACAAGCACCGCCTCAC rpl37a-R ACAGCCCAGCATCGTAGAACAC trim25-F TGAAGTGTGAGGTGTCGCTGTG trim25-R CCAGGAGGTCGCCCAGAGG tpm1-F GCCACTGCCCTGACCAAGC tpm1-R GCTCCATCTTCTCCTCGTCCTTC pstpip1-F CCCAGCAGAGCAGTCAGGAG pstpip1-R GTCCACCAGCCGTCCTCAC pcsk5-F GAGGTGTGCGAATGCTGGATG pcsk5-R ATGTCAATGTGTTGTGGCTGGAG β-actin-F CAACTGGGATGACATGGAGAAG β-actin-R TTGGCTTTGGGGTTCAGG 注： atpaf1: ATP合酶线粒体F1复合体组装因子1, naprt：烟酸酯磷酸核糖基转移酶，c3：补体c3, rpl37a：核糖体蛋白l37a, trim25：三联基序蛋白25, tpm1：原肌球蛋白1, pstpip1：脯氨酸–丝氨酸–苏氨酸磷酸酶相互作用蛋白1, pcsk5：前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶/kexin 5型. Note:atpaf1: ATP synthase mitochondrial F1 complex assembly factor 1, naprt: nicotinate phosphoribosyltransferase, c3: complement c3, rpl37a: ribosomal protein l37a, trim25: tripartite motif containing 25, tpm1: tropomyosin 1, pstpip1: proline-serine-threonine phosphatase interacting protein 1, pcsk5: proprotein convertase subtilisin/kexin type 5.

表1 　花鲈幼鱼实时荧光定量PCR引物序列信息 Tab. 1 　Primer sequences used in the qRT-PCR of Lateolabrax maculatus juvenile

应用SPSS Statistics 26.0软件(IBM，美国)对不同光色下花鲈GPI、GRT、GTBF、群体和个体的趋色行为差异、肝脏相关酶活性分析、视网膜结构变化等结果数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，通过Duncan's检验对同一评价指标在不同处理组间的差异性进行多重比较，当P<0.05时认为差异显著，结果以数值均采用“$\bar x \pm {\rm{SE}}$”表示。

5种光色下花鲈不同时间段的趋色指数及单因素方差分析见图2。结果显示，花鲈对蓝光和白光的趋色指数较高(P<0.05)。在第2小时30分之前，花鲈对白光的GPI高于蓝色(P>0.05)，随后，对蓝光的GPI显著大于白光(P<0.05)。红光和黄光下GPI较低，仅第3小时30分时花鲈对黄光GPI显著高于红光(P<0.05)。

图2

图2 　花鲈幼鱼群体在5 h内10个时间段的趋色指数不同字母表示同时段不同组别之间差异显著(P<0.05).. Fig. 2 　Preference indices to different colors of juvenile Lateolabrax maculatus group across ten time spans within five hoursDifferent letters indicate that the difference between different groups is significant in the same time span (P<0.05).

不同光色区域内花鲈的停留时间见图3。不同时间段内，花鲈在蓝光和白光区域的停留时间均显著长于其他光色(P<0.05)。在2 h 25 min~2 h 35 min时间段白色和蓝色区域下滞留时间无显著差异(P>0.05)，此前在白光区域下的停留时间多于蓝光(P<0.05)，但之后在蓝光区域的停留时间显著高于其他光色区域(P<0.05)。在2 h 25 min~ 2 h 35 min时间段之后，花鲈幼鱼在黄色区域内的停留时间显著多于红色区域(P<0.05)。

图3

图3 　不同光色区域下花鲈在5 h内10个不同时间段下的停留时间不同字母表示同时段不同组别之间差异显著(P<0.05).. Fig. 3 　The retention time of Lateolabrax maculatus at different light color areas for ten time spans within five hoursDifferent letters indicate that the difference between different groups is significant in the same time span (P<0.05).

不同光色下花鲈的摆尾频率见图4。绿、白及蓝光下花鲈幼鱼的摆尾频率普遍较低，在1 h 59 min~2 h 1 min和4 h 29 min~4 h 31 min两个时间段内摆尾频率在绿光和白光下无显著差异(P>0.05)，但其他时间段均差异明显(P<0.05)，且摆尾频率自高到低依次为绿>白>蓝。与之相比，红、黄光区域内花鲈在每个时间阶段均保持较高频率摆尾，并显著高于其他光色区域(P<0.05)。

图4

图4 　不同光色区域下花鲈在5小时内10个不同时间段下摆尾频率图中不同字母表示同时段相同组别之间差异显著(P<0.05).. Fig. 4 　The tail beat frequency Lateolabrax maculatus at different light color areas for ten time spans within five hoursDifference letters between different groups is significant in the same time span (P<0.05).

由图5所示，将花鲈群体趋色指数GPI与个体趋色指数IPI进行对比后发现，花鲈幼鱼群体和个体对光色的趋向行为具有一致性，但群体、个体间的趋向存在分歧。群体层面，花鲈幼鱼在蓝光区域的分布率最高(P<0.05)，白光次之，且蓝、白和绿光下幼鱼分布率均显著高于红光和黄光(P<0.05)。群体对5种光色的趋向性依次为：蓝>白>绿>黄>红。

图5

图5 　花鲈群体及个体趋色行为差异图中不同字母表示组别之间差异性显著(P<0.05).. Fig. 5 　Differences in phototactic behavior to five colors of group and individual Lateolabrax maculatus juvenilesDifferent letters indicate that the difference between groups is significant (P<0.05).

此外，根据IPI还发现，花鲈幼鱼个体在白光区域停留时间显著高于其他光色(P<0.05)，在蓝光和绿光区域停留时间百分比无显著差异(P> 0.05)，个体在5种光色下停留时间百分比顺序为：白>蓝>绿>黄>红。

不同光色下花鲈幼鱼的肝脏活性指标见表2。绿光区域花鲈幼鱼肝脏的CAT、SOD和GSH-Px的活性显著高于蓝光和白光区域(P<0.05)，而绿光区域肝脏MDA含量最高(P<0.05)。绿光区域花鲈幼鱼肝脏的AKP、ACP活性最高，且ACP显著高于其他两组(P<0.05)。3种光色区域的肝脏LZM活性相比并无任何显著性差异(P>0.05)。

表2

表2 　不同光色对花鲈肝脏酶活性的影响 Tab. 2 　Effects of different light colors on liver enzyme activities of Lateolabrax maculatus 指标 index 分组 group 蓝光 blue 绿光 green 白光 white 过氧化氢酶/(U/mg prot) catalase CAT 63.56±0.27a 66.29±0.56b 63.71±0.31a 超氧化物歧化酶/(U/mg prot) superoxide dismutase SOD 86.74±0.82a 95.95±1.14b 89.13±0.42a 谷胱甘肽过氧化物酶/(U/mg prot) glutathione peroxidase GSH-Px 46.82±0.98a 53.44±0.82b 45.77±0.93a 丙二醛/(nmol/mg prot) malondialdehyde MDA 3.55±0.06a 4.69±0.03c 4.19±0.06b 溶菌酶/(μg/mg prot) lysozyme LZM 89.95±0.90 89.82±1.17 89.77±0.81 碱性磷酸酶/(king unit/g prot) alkaline phosphatase AKP 104.77±0.59a 108.90±0.94b 107.19±0.56b 酸性磷酸酶/(king unit/g prot) acid phosphatase ACP 97.52±0.22b 100.75±0.58c 95.37±0.25a 注：表中不同字母表示组别之间差异性显著(P<0.05). Note: Different letters in the table indicate that the difference between groups is significant (P<0.05).

表2 　不同光色对花鲈肝脏酶活性的影响 Tab. 2 　Effects of different light colors on liver enzyme activities of Lateolabrax maculatus

不同光色下花鲈幼鱼的视网膜结构指标见表3。蓝光区域内花鲈视网膜视锥细胞的密度高于其他两个光色(P>0.05)。绿光区域视网膜PI最高，白光区域PI显著低于其他两组(P< 0.05)。结合图6可见，蓝光和绿光下色素细胞层整体以垂直形态向视网膜内侧移动，而白光下色素细胞层则移动方向较为倾斜，从而导致其PI较小。

表3

表3 　不同光色对花鲈视网膜形态结构的影响 Tab. 3 　Effect of different light colors on the retinal morphological structure of Lateolabrax maculatus 指标 index 分组 group 蓝光 blue 绿光 green 白光 white 视锥细胞数量/(个数/100 µm) amount of cone cell 17.4±0.51 16.8±0.37 16.4±0.24 色素指数/PI pigment index 0.49±0.01a 0.52±0.02b 0.45±0.01a 注：表中不同字母表示组别之间差异性显著(P<0.05). Note: Different letters in the table indicates that the difference between the same groups is significant (P<0.05).

表3 　不同光色对花鲈视网膜形态结构的影响 Tab. 3 　Effect of different light colors on the retinal morphological structure of Lateolabrax maculatus

图6

图6 　不同光色对花鲈视网膜形态的影响(HE染色)a：蓝光组，b：绿光组，c：白光组；C. C：视锥细胞，PLT：色素层厚度；VCLT：视觉细胞层厚度.. Fig. 6 　Effect of different light colors on the retinal morphology of Lateolabrax maculatus (HE staining)a: Blue group, b: Green group, c: White group; C. C: cone cell, PLT: pigment layer thickness, VCLT: visual cell layer thickness.

对花鲈9个眼组织样本进行有参转录组测序，共获得62.43 G clean data，各样本的Q30碱基分布在96.72%~97.35%，平均GC含量为47.11%，测序数据质量较好。通过将reads比对到花鲈参考基因组上，得到各个样本的基因组比对情况，比对率为95.39%~96.77%，表明参考基因组选择合适且质量较高，满足后续实验要求（表4）。

表4

表4 　转录测序数据的质量评估以及对比结果 Tab. 4 　Quality assessment of transcriptional sequencing data and comparison of results 样本sample 质控部后序列数/M clean reads 质控后碱基数/G clean bases 错误数率/% error rate Q30值/% Q30 GC碱基含量/% GC 总序列定位/% total mapped QX_A 49.07±0.41 7.22±0.06 0.01±0 97.14±0.04 47.64±0.31 96.25±0 QX_B 48.91±0.28 7.18±0.03 0.01±0 97.01±0.18 47.20±1.73 95.74±0 QX_C 48.18±1.03 7.08±0.15 0.01±0 97.09±0.05 46.49±0.05 96.20±0 注：蓝光区域组：QX_A，绿光区域组：QX_B，白光区域组：QX_C. Note: Blue area group: QX_A, Green area group: QX_B, White area group: QX_C, the same as below.

表4 　转录测序数据的质量评估以及对比结果 Tab. 4 　Quality assessment of transcriptional sequencing data and comparison of results

本研究发现，与绿光组和白光组相比，蓝光组产生了更多的DEGs。其中蓝光组和绿光组比较分析发现DEGs共560个，其中上调基因(URGs) 220个，下调基因(DRGs) 340个(图7a)。蓝光组和白光组比较产生了404个DRGs，其中URGs 381个，DRGs 23个(图7b)。绿光与白光比较仅出现37个DEGs，其中32个URGs和5个DRGs (图7c)。

图7

图7 　不同光色区域下比较差异表达基因火山图 Fig. 7 　Comparison of DEGs volcano maps under different light color regions

与绿光相比，蓝光下花鲈幼鱼DEGs主要富集在补体及凝血级联(complement and coagulation cascade)、心肌细胞中的肾上腺素(adrenergic signaling in cardiomyocytes)、马达蛋白(motor proteins)等信号通路上(图8a)；蓝光与白光相比DEGs同样是主要在补体及凝血级联(complement and coagulation cascade)、蛋白质消化吸收(protein digestion and absorption)、PI3K−Akt信号通路(PI3K−Akt signaling pathway)等信号通路中富集(图8b)。与白光相比，绿光组DEGs主要在钙信号通路(calcium signaling pathway)和马达蛋白(motor proteins)等通路中富集(图8c)。其中，绿光组花鲈钙信号通路中的α7nAChR得到显著上调。同样，与其他两光色组相比，绿光组花鲈眼球中肌球蛋白、肌钙蛋白以及原肌球蛋白上部分基因myh、tnn2、tpm1等均出现不同程度显著上调。

图8

图8 　不同光色区域内DEGs的KEGG富集通路 Fig. 8 　KEGG-enriched pathways in DEGs in different light color regions

随机选取8个DEGs进行qPCR验证，结果与RNA-Seq结果总体保持一致，表明转录组测序和表达分析的准确性(图9)。

图9

图9 　qPCR验证与RNA-seq差异倍数的比较分析 Fig. 9 　Comparative analysis of qPCR validation and RNA-seq multiplicity of differences

有研究表明，即使在相同环境条件下，鱼类群体和个体对环境的行为适应特性也存在不同^[18]。王恒等^[19]报道了中华鲟(Acipenser sinensis)幼鱼群体与个体趋光性存在差异。张林等^[9]也发现，秦岭细鳞鲑稚鱼个体对4种光色(蓝、黄、红、绿)的选择并无显著性差异，而群体则对绿光表现出了明显的负趋向性。本研究发现花鲈群体对蓝光表现出正趋向性，而个体对白光的偏好性较强，可能是群体间信息传递特征或环境适应机制不同所导致。

已有研究表明，孔雀鱼(Poecilia reticulata)^[20]在蓝、绿光中活动稳定，而在红、黄光中则表现惊慌，出现避光性。肖炜等^[21]则发现奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus)对蓝、绿光的趋光率显著高于红、黄光，且吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)^[22]对蓝光的敏感度最强。本实验结果与上述研究结果相似，花鲈对蓝光、白光和绿光的趋向性明显高于红光和黄光。出现这种结果的原因可能与花鲈主要分布在河口、近岸等水域，活动范围大多在海水中上层的生态习性相关^[14]。在对海水光谱动态变化研究中发现，0~30 m范围内海水中光色以白光(波峰位于蓝光区域)、蓝光为主^[17]。且由于蓝、绿光衰减速率慢，散射能力强的缘故，导致近岸海域内海水往往呈现出偏蓝或绿色^[23]。这种自然规律与本实验发现的花鲈趋色习性相似，表明花鲈对中短波光尤其是蓝光具有较强的偏好性，且对不同光色也已表现出辨别能力。此外，也有报道指出，圆尾麦氏鲈(Macquaria ambigua)^[24]更偏好停留在黄光区域，而褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)^[25]对红光有较高的趋向性，这种辨别能力及趋向性差异是否与鱼类视觉光感受器的生理功能、光学变化或机体内部各组织的协同作用有关，有待于进一步研究确证。

鱼类的抗氧化系统可抵御外界环境的胁迫^[26]。在环境胁迫下，鱼类因代谢异常容易产生大量的活性氧自由基(ROS)从而导致生理应激。CAT和SOD是机体重要的自由基清除剂，增强吞噬细胞的防御能力和机体的免疫功能^[27]。GSH-Px是一种重要的催化过氧化氢分解的酶，可以起到保护细胞膜结构和功能的作用，MDA含量是评价细胞膜氧化损伤指标之一^[28]。Gao等^[29]发现，不同LED光色对皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)的抗氧化能力影响较大，如蓝色、绿色、紫色光下CAT和SOD活性显著高于红光、橙光和黑暗环境。红光下虹鳟^[10]的血清SOD和头肾CAT活性最高，而绿光下活性较低。本研究显示，蓝光下的花鲈CAT、SOD、GSH-Px活性显著低于其他两组且MDA的含量较低，表明蓝光为其生理舒适的偏好光色，这也可能是花鲈偏好蓝光的原因。

在鱼类非特异性免疫应答过程中，AKP和ACP^[30]起到了重要的免疫防御的作用。陈婉情^[31]在报道中指出，豹纹鳃棘鲈(Plectropomus Leopardus)在偏好的绿光环境下肝脏AKP、ACP活性显著高于其他光色。但上述报道是不同光色下长周期养殖实验后的检测结果，目前尚未有短周期内光色对鱼类免疫性能影响的文献记载。本研究发现，蓝光组内花鲈幼鱼AKP、ACP活性显著低于白光与绿光组，这可能是短时间内花鲈在蓝光下受到的胁迫程度较小，无需通过调节磷酸酶活性来提升自身的免疫应答能力。

水下光谱组成的动态变化，可能使鱼类通过调节视网膜上视锥细胞形态变化和位置做出响应，并适应光色的变化^[32-33]。Yoshimatsu等^[34]认为斑马鱼(Danio rerio)的感光细胞将亮度和颜色这两种信息分离开，从而使视锥细胞分别接受不同光色的刺激。因此，视锥细胞排列和数量对鱼类辨别光色起着重要的调控作用。本实验中，蓝光下花鲈视网膜的视锥细胞数量多于其他光色区域，表明蓝光可能通过改变花鲈视锥细胞的数量和排列方式来调节其对蓝光的偏好度。此外，鱼类可以通过调节色素颗粒的释放来保护视杆细胞不受外界光照侵害^[35]。在本研究中，绿光下花鲈PI显著高于其他两区域，则说明在绿光下，感光细胞可能更需要保护。

转录组KEGG通路富集显示，与白光组相比，绿光组花鲈眼球DEGs主要富集在钙信号通路上。Ca²⁺作为信号离子，以第二信使的形式，调节真核细胞的活性和功能^[36]。已有研究表明，低氧胁迫会导致细胞质内Ca²⁺浓度上升^[37]。当机体受胁迫后，被激活的α7乙酰胆碱受体(α7nAChR)会使Ca²⁺流入胞内来介导神经递质的释放，调节中枢海马区神经元的相关网络活动，诱发神经元兴奋^[38]。这种兴奋会引起细胞持续活化，其产生的兴奋毒性会促使胞内Ca²⁺浓度的过度增加，可能造成线粒体能量代谢功能损伤，并导致活性氧ROS含量上升从而出现氧化应激^[39-41]。本研究中，绿光下花鲈眼组织中α7nAChR显著上调，可能是花鲈在绿光环境下α7乙酰胆碱受体介导了神经递质的释放，使受体操作通道(ROC)打开，导致Ca²⁺大量流向胞内。且结合与其他两组相比绿光组CAT、SOD、GSH-Px酶活性和MDA含量也可表明，在绿光环境下停留的花鲈可能受到了一定程度的氧化应激。

本研究还发现，不同光色间花鲈DEGs均显著富集在马达蛋白(Motor proteins)信号通路。马达蛋白可利用ATP水解所产生的化学能量来运输颗粒和囊泡，分为微管和微丝马达蛋白(肌球蛋白)^[42]。当平滑肌纤维完成一次收缩运动需依靠细肌丝(肌动、肌钙及原肌球蛋白)围绕粗肌丝(肌球蛋白)的全长向内滑行^[43]。已有研究证实，绝大多数硬骨鱼眼中含有晶状体牵引肌，它作为拥有独立神经末梢支配神经纤维的多单位平滑肌，通过调节晶状体厚度来控制光线射入量^[44]。因此，组织或器官内相应蛋白含量决定其内部肌肉收缩程度。本研究显示，与蓝光和白光组相比，绿光组花鲈眼组织中肌球蛋白、肌钙蛋白以及原肌球蛋白上部分基因myh、tnn2、tpm1等均出现显著上调，表明当辐照度较为稳定的情况下，绿光比蓝光和白光下的花鲈晶状体牵引肌完成收缩运动可能得到促进，进而可能出现一种通过调节晶状体厚度来控制光线摄入眼球内部的自我保护机制，使其远离该区域并趋向其他更加适应或舒适的光色环境，这也可能是导致花鲈对绿光趋向性较低的原因之一。

综上，本研究从群体和个体两个维度验证了花鲈对蓝光的趋向行为偏好性，且在蓝光下花鲈的生理适应性最佳，因此在开展花鲈深远海养殖过程中建议选择蓝光作为构建光环境的主导光色。另外，研究结果也为开发养殖花鲈集群诱导和环境丰容技术提供了理论依据。