日益加劇的海洋酸化顯著影響長牡蛎等貝類幼蟲的早期變态發育，導緻貝類幼蟲發育畸形并引發其大規模死亡，在貝類養殖産業上造成重大經濟損失。深入解析海洋酸化對貝類幼蟲早期發育過程的影響機制，闡明貝類幼蟲的酸化脅迫響應及适應機理，對促進我國海水貝類養殖産業的健康發展具有重要意義。
近日，Science of the Total Environment（IF 5.589）和Scientific Reports（IF 4.011）期刊分别發表了海洋生物學與生物技術實驗室最新研究成果“Ocean acidification inhibits initial shell formation of oyster larvae by suppressing the biosynthesis of serotonin and dopamine”和“Metabolomic and transcriptomic profiling reveals the alteration of energy metabolism in oyster larvae under experimental ocean acidification”。該論文綜合利用代謝組學、轉錄組學和分子生物學手段，探究了酸化脅迫對長牡蛎幼蟲能量代謝、免疫應答和貝殼形成的影響，揭示了貝類幼蟲響應海洋酸化脅迫的分子機制。
研究結果表明，海洋酸化通過影響長牡蛎擔輪幼蟲和D形幼蟲的氨基酸氧化、脂肪酸代謝、糖酵解和磷酸戊糖途徑等抑制早期鈣質殼（prodissoconch I）的形成。同時，單胺類神經遞質多巴胺和5-羟色胺通過TGF-β smad信号通路調節Tyrosinase、Chitinase等基因的表達，介導長牡蛎幼蟲鈣質殼形成；海洋酸化能顯著抑制長牡蛎幼蟲體内多巴胺和5-羟色胺的合成及TGF-β smad信号通路的激活，從而影響早期鈣質殼的形成（圖1）。該研究較深入地闡明了海洋貝類神經内分泌系統介導的酸化環境适應機制，為深入理解軟體動物的環境适應機理奠定了重要基礎。
該研究工作得到國家重點研發計劃項目（2018YFD0900606）的支持，劉兆群副研究員為第一作者，宋林生研究員和王玲玲研究員為共同通訊作者。
論文鍊接：https://www.nature.com/articles/s41598-020-62963-3
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139469
圖1. 海洋酸化通過抑制長牡蛎幼蟲體内多巴胺和5-羟色胺的合成以及TGF-β smad信号通路的激活，影響早期鈣質殼的形成。
