本网讯(通讯员 严海龙 何昱帆)近日,我校南水北调中线水源区流域生态安全国家高等学校学科创新引智基地(111基地)南水北调流域生态安全团队在国际知名期刊《Biology》(中科院二区)上发表了题为“Physiological and Transcriptomic Responses of the Freshwater Hydrozoan Craspedacusta sowerbii to Acute Antibiotic and Cadmium Exposure”的研究论文。南水北调学院暨水资源与现代农业学院严海龙博士为论文第一作者,李玉英教授为通讯作者,引智基地专家德国基尔大学Nicola Fohrer教授和澳大利亚弗林德斯大学秦建光教授为共同作者,南阳师范学院为论文第一完成单位。

随着人类活动加剧,抗生素与重金属等污染物在淡水环境中日益普遍,对水生生物构成严重威胁。本研究以淡水水母——索氏桃花水(Craspedacusta sowerbii)为对象,探究其在典型污染物磺胺甲噁唑(抗生素)和硫酸镉(重金属)胁迫下的生理行为与基因表达响应。研究通过室内控制实验,观察了水母在污染物暴露后的游泳行为与形态变化,并结合高通量转录组测序技术,系统分析了其基因表达谱的改变。结果表明:磺胺甲噁唑暴露主要导致水母运动能力下降和身体收缩,而镉暴露则在6 h内引起运动完全丧失,24 h后个体解体死亡。转录组分析进一步揭示,抗生素胁迫会激活水母的氧化应激、免疫应答等相关通路,表现出一定的应激适应能力;而镉胁迫则广泛抑制了代谢、细胞周期、脂肪酸代谢等核心生命过程,导致其生理防御系统崩溃。
该研究首次在生理与分子层面阐明了索氏桃花水母对不同类型化学污染物的响应差异与耐受阈值,为其作为淡水生态系统污染预警指示生物提供了科学依据。研究成果对于评估人为污染压力下的水生生态风险、理解非模式水生无脊椎动物对环境胁迫的适应机制具有重要意义。

Figure 1. Visual representation of typical C. sowerbii during the cultivation period under varioustreatment conditions. Anterior (A) and apical view (B) of the specimens in the CK groups. Apicalview of the SMZ_2 h groups (C), SMZ_24 h groups (D), Cd_2 h groups (E), and Cd_6 h groups (F). Itshould be noted that C. sowerbii individuals remain suspended in the water in (A–C), whereas theysink to the bottom of the water and exhibit body shrinkage in (D–F). Bars = 0.5 cm.
该研究工作得到河南省农业科学院自主创新项目(2025ZC121)、河南省自然科学基金(232300420183)、河南省科技创新领军人才项目(254000510014)、高等学校学科创新引智计划(D23015)、南阳师范学院博士专项(2025ZX002)等项目的资助。
论文链接:https://doi.org/10.3390/biology15020193
(编辑:包顺顺 初审:李奕璇 复审:严海龙 终审:李玉英)