近日，中国水产科学研究院南海水产研究所中华鲎保护研究团队在利用转录组与代谢组技术分析镉暴露下中华鲎幼鲎的解毒机制研究方面取得新进展，研究成果以“A novel cadmium detoxification pathway in Tri-spine horseshoe crab(Tachypleus tridentatus)：A 430-million-years-ago organism”为题发表于Ecotoxicology and Environmental Safety (IF 7.129)（应紫薇为第一作者，颉晓勇博士为通讯作者），为中华鲎栖息地环境评估和增殖放流地点选择方面提供了理论依据，还为后续中华鲎重金属胁迫研究提出了新思路。

鲎是最古老的海洋无脊椎动物之一，在过去的4.3亿年里，其外观几乎没有变化。中华鲎是潮间带底栖生物，在潮间带生态系统中发挥重要作用，因其特殊生境需求被视为监测沿海环境健康状况的指示物种和前哨物种。镉是海岸带和河口环境中普遍存在的毒性较强的重金属之一，广泛存在于潮间带沉积物中。沉积物中潜在释放的镉离子最终随地表径流进入沿海水域，不可避免地损害中华鲎。从毒理学角度来看，与传统方法相比，组学可以更直接、准确地反映不良后果相关的分子动态。截至目前，重金属毒性研究主要集中于鲎卵。对于成鲎，较多研究测定其身体各组织中重金属含量。尚无关于整合转录组学和代谢组学评估镉对中华鲎幼鲎毒性作用的相关研究报道。

南海所鲎保护团队综合抗氧化指标及转录组学和代谢组学分析了中华鲎幼鲎的镉解毒机制：（1）首次筛选出中华鲎幼鲎重金属胁迫下的最适内参基因为Actin-related protein 5 (ARP5)。计算V_n/n+1得到ARP5/SDHA、SDHA/18S rRNA和ARP5/18S rRNA组合均适用于qRT-PCR分析中华鲎幼鲎重金属胁迫反应。

                             使用geNorm软件计算潜在内参基因平均表达稳定值M(A)和成对变化值V(B)

                             注：CD为镉胁迫；HG为汞胁迫

（2）抗氧化指标SOD、CAT、MDA、MT的测定结果显示：镉胁迫会造成幼鲎氧化应激反应，且随镉浓度升高，对幼鲎危害也随之加剧。

                         不同浓度镉对SOD (a)和CAT (b)的活性、MDA含量 (c)和MT浓度 (d)的影响

                     （3）转录组学和代谢组学分析显示，高浓度镉胁迫导致中华鲎幼鲎甘油磷脂代谢紊乱以缓解镉的毒性作用。

                     综合转录组和代谢组的相互网络（使用Metscape）。基因以圆圈表示，输入的代谢物以红色六边形表示。

                     粉红色六边形代表一般代谢物，正红色六边形代表镉胁迫下幼鲎差异代谢物。

（4）在差异基因中，细胞骨架相关基因（tubulin、actin和myosin heavy chain等）在镉胁迫后被过度表达，而这些基因如何参与细胞骨架重塑还需进一步研究。

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651323000891