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近日，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所中華鱟保護(hù)研究團(tuán)隊(duì)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(jī)制研究方面取得新進(jìn)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(yīng)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(diǎn)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(qiáng)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(jìn)入沿海水域，不可避免地?fù)p害中華鱟。從毒理學(xué)角度來看，與傳統(tǒng)方法相比，組學(xué)可以更直接、準(zhǔn)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(xué)和代謝組學(xué)評估鎘對中華鱟幼鱟毒性作用的相關(guān)研究報(bào)道。

南海所鱟保護(hù)團(tuán)隊(duì)綜合抗氧化指標(biāo)及轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)分析了中華鱟幼鱟的鎘解毒機(jī)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?yàn)锳ctin-related protein 5 (ARP5)。計(jì)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(yīng)。

                             使用geNorm軟件計(jì)算潛在內(nèi)參基因平均表達(dá)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(biāo)SOD、CAT、MDA、MT的測定結(jié)果顯示：鎘脅迫會造成幼鱟氧化應(yīng)激反應(yīng)，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(xué)和代謝組學(xué)分析顯示，高濃度鎘脅迫導(dǎo)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(luò)（使用Metscape）。基因以圓圈表示，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(xì)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(dá)，而這些基因如何參與細(xì)胞骨架重塑還需進(jìn)一步研究。

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