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近日，中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所中華鱟保護研究團隊在利用轉(zhuǎn)錄組與代謝組技術(shù)分析鎘暴露下中華鱟幼鱟的解毒機制研究方面取得新進展，研究成果以“A novel cadmium detoxification pathway in Tri-spine horseshoe crab(Tachypleus tridentatus)：A 430-million-years-ago organism”為題發(fā)表于Ecotoxicology and Environmental Safety (IF 7.129)（應紫薇為第一作者，頡曉勇博士為通訊作者），為中華鱟棲息地環(huán)境評估和增殖放流地點選擇方面提供了理論依據(jù)，還為后續(xù)中華鱟重金屬脅迫研究提出了新思路。

鱟是最古老的海洋無脊椎動物之一，在過去的4.3億年里，其外觀幾乎沒有變化。中華鱟是潮間帶底棲生物，在潮間帶生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，因其特殊生境需求被視為監(jiān)測沿海環(huán)境健康狀況的指示物種和前哨物種。鎘是海岸帶和河口環(huán)境中普遍存在的毒性較強的重金屬之一，廣泛存在于潮間帶沉積物中。沉積物中潛在釋放的鎘離子最終隨地表徑流進入沿海水域，不可避免地損害中華鱟。從毒理學角度來看，與傳統(tǒng)方法相比，組學可以更直接、準確地反映不良后果相關(guān)的分子動態(tài)。截至目前，重金屬毒性研究主要集中于鱟卵。對于成鱟，較多研究測定其身體各組織中重金屬含量。尚無關(guān)于整合轉(zhuǎn)錄組學和代謝組學評估鎘對中華鱟幼鱟毒性作用的相關(guān)研究報道。

南海所鱟保護團隊綜合抗氧化指標及轉(zhuǎn)錄組學和代謝組學分析了中華鱟幼鱟的鎘解毒機制：（1）首次篩選出中華鱟幼鱟重金屬脅迫下的最適內(nèi)參基因為Actin-related protein 5 (ARP5)。計算V_n/n+1得到ARP5/SDHA、SDHA/18S rRNA和ARP5/18S rRNA組合均適用于qRT-PCR分析中華鱟幼鱟重金屬脅迫反應。

                             使用geNorm軟件計算潛在內(nèi)參基因平均表達穩(wěn)定值M(A)和成對變化值V(B)

                             注：CD為鎘脅迫；HG為汞脅迫

（2）抗氧化指標SOD、CAT、MDA、MT的測定結(jié)果顯示：鎘脅迫會造成幼鱟氧化應激反應，且隨鎘濃度升高，對幼鱟危害也隨之加劇。

                         不同濃度鎘對SOD (a)和CAT (b)的活性、MDA含量 (c)和MT濃度 (d)的影響

                     （3）轉(zhuǎn)錄組學和代謝組學分析顯示，高濃度鎘脅迫導致中華鱟幼鱟甘油磷脂代謝紊亂以緩解鎘的毒性作用。

                     綜合轉(zhuǎn)錄組和代謝組的相互網(wǎng)絡（使用Metscape）?；蛞詧A圈表示，輸入的代謝物以紅色六邊形表示。

                     粉紅色六邊形代表一般代謝物，正紅色六邊形代表鎘脅迫下幼鱟差異代謝物。

（4）在差異基因中，細胞骨架相關(guān)基因（tubulin、actin和myosin heavy chain等）在鎘脅迫后被過度表達，而這些基因如何參與細胞骨架重塑還需進一步研究。

全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651323000891