南海海洋所揭示海馬對近岸海洋環境變化響應的分子機制

2021-01-10 中國生物技術網

近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室研究員林強團隊以海馬為研究對象，系統揭示了海洋近岸環境汙染物對海馬性腺與育兒袋發育影響的分子機制，闡明了海洋環境變化對海洋生物行為、生理與基因層面的綜合作用機理。相關研究成果以Effects of tributyltin on gonad and brood pouch development of male pregnant lined seahorse (Hippocampus erectus) at environmentally relevant concentrations為題，發表在Journal of Hazardous Materials上。

海馬是探索海洋生態環境變化研究的指示和旗艦物種。目前，世界範圍內的海馬資源普遍衰退，海馬種群資源保護迫在眉睫。海馬主要棲息於近岸淺水，易受到區域環境汙染的影響。因此，研究環境汙染物對海馬種群的潛在影響，有利於保護海馬資源。

三丁基氯化錫（TBT）是近海廣泛存在的有機汙染物質，對海洋生物具有內分泌幹擾效應。研究人員發現，環境濃度TBT可誘導雌性海馬卵巢發生明顯閉鎖現象。轉錄組結果顯示，TBT主要通過調控溶酶體和自噬體信號通路相關基因的表達來調控卵巢閉鎖；TBT可能通過抑制cAMP和雄激素合成途徑相關基因表達，進而抑制精子的發生，導致海馬精巢退化，形成空泡結構，這影響了海馬性腺發育過程（圖1）。據此，研究人員認為近海環境中的TBT能夠影響海馬的潛在繁殖效率，從而影響海馬的資源效應。

海馬是海龍科魚類中進化速率最快的類群之一，產生了結構複雜、功能完善的育兒袋器官，其在懷孕過程中起到保護、滲透壓調節、免疫、營養等多方面的作用，與哺乳動物的母體子宮胎生方式有顯著的趨同進化特性。研究人員發現，TBT對海馬育兒袋發育產生多重毒理效應，如導致海馬育兒袋膠原纖維紊亂、誘發育兒袋的免疫響應，並可能影響血管生成功能。該研究暗示了海洋TBT影響海馬育兒袋為胚胎發育提供的基本生存保障，對海馬懷孕過程產生不利影響（圖2）。

此外，研究人員還發現海馬對近海多種環境激素汙染物（EE2、P4和BPA等）產生了顯著的響應特徵，相關研究成果發表在Science of The Total Environment上。據此，在制定和實施海馬資源保護過程中，應充分考慮近岸海洋環境汙染等關鍵因素的影響。

林強和南海海洋所副研究員張豔紅為論文的通訊作者，博士研究生湯璐為論文第一作者。研究工作得到中科院基礎前沿計劃「從0到1」原始創新項目、國家科技部科技基礎資源調查專項項目和南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）重大專項團隊項目等的支持。

圖1.TBT對海馬性腺發育影響的分子機制

圖2.TBT影響海馬育兒袋發育及功能的分子機制

相關焦點

  • 海馬對近岸海洋環境變化響應的分子機制獲揭示—新聞—科學網
    中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室研究員林強團隊，以海馬為研究對象，系統揭示了海洋近岸環境汙染物對海馬性腺與育兒袋發育影響的分子機制
  • 南海海洋所等高效合成支鏈二烯醇衍生物研究獲進展
    南海海洋所等高效合成支鏈二烯醇衍生物研究獲進展 2018-07-10 南海海洋研究所 【字體：大 中 小】 Giuseppe Zanoni合作，以南海海洋所為第一單位在《德國應用化學》雜誌(Angew.
  • 國家海洋環境預報中心主任於福江談海洋防災減災
    我國海洋觀測已經形成了由岸基、海基、空基、天基、船基構成的立體觀測網。自然資源部南海局供圖12月3日，2020年汛期海洋災害預警報總結交流會在福州召開。會上，國家海洋環境預報中心主任於福江梳理了海洋防災減災面臨的形勢與挑戰，回顧了我國海洋環境預報的發展歷程，介紹了構建我國自主海洋數值預報業務體系的進展，展望了「十四五」海洋預報工作。
  • 海洋論壇▏南海海洋地磁固定觀測站建設初步研究
    南海海域廣闊，北接北回歸線、南臨赤道，面積超過渤海、黃海和東海總和，區內島礁眾多，陸架、陸坡、深海盆及海溝等地貌類型齊全，是我國開展海洋地磁固定觀測的優選海域。為進一步完善我們地磁臺網的空間布局，滿足我國地球科學研究、海洋資源探測、海洋防災減災、海洋環境保護以及空間天氣預測預報的需求，急需在南海海域開展包括島礁臺站和海底臺站在內的海洋地磁固定觀測站建設工作。
  • 科學家揭示海洋缺氧地帶碳-硫循環的機制
    科學家揭示海洋缺氧地帶碳-硫循環的機制 作者：小柯機器人 發布時間：2020/12/18 21:54:41 2020年12月17日出版的《科學》雜誌發表了美國加州大學聖塔芭芭拉分校M.
  • 海洋藥物教育部重點實驗室在醯基轉移酶分子機制研究領域取得重要...
    in A Bacterial Acyltransferase」（《細菌醯基轉移酶特異性選擇具有羧基末端醯基供體的分子基礎》）的研究論文，海洋藥物教育部重點實驗室肖菲博士為第一作者，李文利教授為唯一通訊作者。
  • 深海探測:探索海洋深處的奧秘
    從科學角度看，探索深海能夠幫助人類深入了解海洋的奧秘、地球的奧秘。水深超過2000米的深海，佔據地球表面的3/5，無論溫室氣體排放的歸宿，還是氣候長期變化的源頭，都要追溯到海水深層。不僅如此，海底是距離地球內部最近的地方：大陸地殼平均35公裡厚，大洋地殼則為7公裡。揭示板塊運動的規律、窺探地球內部的真相，也要到深海底部進行探索。
  • 探索海洋深處的奧秘(開卷知新)
    水深超過2000米的深海，佔據地球表面的3/5，無論溫室氣體排放的歸宿，還是氣候長期變化的源頭，都要追溯到海水深層。不僅如此，海底是距離地球內部最近的地方：大陸地殼平均35公裡厚，大洋地殼則為7公裡。揭示板塊運動的規律、窺探地球內部的真相，也要到深海底部進行探索。從經濟角度看，深海蘊藏著豐富的礦產、油氣和生物資源。
  • 海洋科普(1361)| 海洋「金牌好爸爸」海馬、長著「山羊鬍須」的山羊魚
    海馬是刺魚目、海龍科、暖海生數種小型魚類的統稱，是一種小型海洋動物，身長5-30釐米。侏儒海馬，你能找到我嗎除了體型比較小、佛系的生活方式外，海馬也是海洋中不折不扣的弱勢群體。因為海馬不擅遊泳，而且防禦能力有限，它們成為了很多海洋動物捕食或誤食的對象，包括海龜、鸕鷀[lú cí]、鰩魟[yáo hóng]、沙丁魚，甚至連螃蟹、貝殼、海膽等這樣一些不起眼的低等無脊椎動物也會欺負它們。
  • [大國重器-中科院重大科技基礎設施]「科學」號海洋科學綜合考察船
    科學目標「科學」號通過開展全球範圍內(冰區除外)深海及洋區海洋科學綜合考察活動,實現以下 6 大科學領域的相關目標:大洋環流系統與氣候變化海洋動力過程與災害深海生物、基因資源及生物多樣性大洋生態系統與碳循環洋中脊與大陸邊緣熱液系統及地球深部過程深海海底油氣資源形成機理
  • 南方海洋實驗室「環南海地質過程與災害響應和南海深部地球物理...
    2020年5月27日，南方海洋實驗室在珠海舉行環南海地質過程與災害響應和南海深部地球物理兩個創新團隊的建設方案專家論證會。專家組由南方科技大學陳曉非院士、中國科學院南海海洋研究所林間研究員、南方海洋實驗室周寧研究員、中山大學王東曉教授、中山大學董文杰教授、廣州海洋地質調查局楊勝雄教授級高工、南方海洋實驗室趙競紅高級會計師等組成。林間研究員擔任專家組組長。
  • 海洋生態持續向好 近岸海域全國最潔淨_中國海洋外宣第一官網 海洋...
    海洋資源富集，海港條件優越，涉海產業眾多，海洋文化源遠流長。全區深入貫徹落實習近平總書記2017年考察廣西時提出的要「打造好向海經濟」重要指示精神，出臺全國首個省級發展向海經濟政策文件——《關於加快發展向海經濟推動海洋強區建設的意見》《廣西加快發展向海經濟推動海洋強區建設三年行動計劃（2020—2022年）》及6個配套文件，從戰略和全局的高度科學謀劃、統籌推進全區向海發展。
  • 保護海洋生態系統,引領海洋綠色發展—記海南三亞海洋生態系統國家...
    這群種珊瑚的人來自海南三亞海洋生態系統國家野外科學觀測研究站,他們所做的工作只是研究站進行熱帶海灣生態系統保護的其中一部分。扭轉珊瑚礁退化趨勢隸屬於中國科學院南海海洋研究所的研究站，始建於1979年，前身是中國科學院海南熱帶海洋生物實驗站。
  • 中科院南海海洋所助力徐聞墩尾村脫貧攻堅—新聞—科學網
    記者從中國科學院南海海洋研究所獲悉，該所認真貫徹落實精準扶貧工作部署，採取有力措施，經過近5年的合力攻堅，為其對口幫扶的廣東省徐聞縣下洋鎮墩尾村貧困戶解決了一系列問題，扶貧工作結出累累碩果。 春去夏至，萬物並秀。
  • 我國海洋汙染問題嚴峻 海洋環境監測行業發展前景向好
    #根據聯合國教科文組織的明確定義，海洋汙染，指的是因人類活動直接或間接將物質或能量引入海洋環境，造成或可能造成損害生物資源和海洋生物、危害人類健康、妨礙包括捕魚和其他各種海洋活動、損害海水使用質量和損壞環境的有害影響。
  • 王輝:海洋預報的現狀與發展
    國家海洋環境預報中心主任王輝出席大會並做了主題為《海洋預報的現狀與發展》的發言。　　以下為王輝主任在大會上的發言：　　首先代表國家海洋環境預報中心祝賀2014年中國應急廣播大會的召開，我想利用這個機會給大家介紹一點我們國家海洋預報的現狀和產品發布的情況。
  • 19位院士齊聚南沙,探討海洋科技前景
    秦大河、蘇紀蘭、丁德文、潘德爐、陳十一、吳立新、宋君強、陳大可、楊經綏、魏輔文、蔣興偉、孫金聲等院士、以及聯合國環境署首席科學家劉健，廣州市副市長王東，中國科學院廣州分院院長吳創之，中科院南海海洋所副所長（法定代表人）龍麗娟，廣東省科技廳二級巡視員龔建文等出席論壇開幕式。
  • 南海海洋所在印度洋4000米投放海-氣耦合觀測浮標
    該浮標作為南海海洋所深遠海環境在線觀測網絡和中斯中心海洋環境立體觀測網絡的重要觀測節點之一，為開展相關科學研究提供高質量的現場觀測數據。該浮標為南海海洋所自主研發的基於北鬥銥星海-氣耦合專用觀測浮標，擁有完全自主智慧財產權，已獲國家發明專利授權（ZL 201910478411.4）。
  • 中科院南海所3個觀測站納入國家野外站序列
    近日，科技部公布了國家野外科學觀測研究站（以下簡稱國家野外站）擇優建設名單，依託中國科學院南海海洋研究所建設的西沙海洋環境觀測研究站（以下簡稱西沙站）入選。至此，南海海洋所共有3個野外臺站納入國家野外站序列，包括廣東大亞灣海洋生態系統國家野外科學觀測研究站、海南三亞海洋生態系統國家野外科學觀測研究站，科技支撐條件進一步夯實。
  • 19位院士齊聚廣州,探討海洋科技前景
    開幕式由中國工程院院士、廣州海洋實驗室主任張偲主持。秦大河、蘇紀蘭、丁德文、潘德爐、陳十一、吳立新、宋君強、陳大可、楊經綏、魏輔文、蔣興偉、孫金聲等院士、以及聯合國環境署首席科學家劉健，廣州市副市長王東，中國科學院廣州分院院長吳創之，中科院南海海洋所副所長（法定代表人）龍麗娟，廣東省科技廳二級巡視員龔建文等出席論壇開幕式。