农业生物技术学报

作者：宋幸容, 张媛, 陈彩芳, 沈伟良, 林志华

单位：1 浙江万里学院 生物与环境学院 浙江省水产种质资源高效利用技术研究重点实验室,宁波 315100; 2 浙江万里学院 现代农学院,宁波 315101; 3 宁波市海洋与渔业研究院,宁波 315012

关键词：泥蚶钠钙交换体1 (TgNCX1),选择性富集镉,时空表达,

基金：浙江省“生物工程”一流学科学生创新项目(CX2020034); 国家自然科学基金青年科学基金(31702317); 浙江省农业新品种选育重大科技专项(2021C02069-7); 财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系(CARS-49)

作为典型的滩涂经济贝类,泥蚶(Tegillarca granosa)易选择性富集重金属镉(Cd)。钠钙交换体(sodium calcium exchangers, NCXs)是细胞膜上至关重要的离子转运蛋白。为探究泥蚶钠钙交换体1(TgNCX1)在其选择性富集镉过程中的作用机制,本研究对泥蚶进行0.089 μmol/L Cd & Cu联合胁迫120 h,通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法检测镉在其体内的累积特征,再结合生物信息学方法分析TgNCX1基因的序列特征,最后利用qPCR和Western blot技术开展该基因的表达特征研究。结果显示,TgNCX1 (GenBank No. PQ255942.1) cDNA全长3 001 bp,含2 409 bp开放阅读框,编码802个氨基酸。序列分析表明,TgNCX1属于Ca2+/阳离子转运蛋白(calcium/cation antiporter, CaCA)超家族成员,为含9个跨膜结构域及3个Ca2+结合位点的亲水性膜蛋白。其结构特征表明该蛋白具备结合并转运Ca2+的功能。组织特异性表达分析结果显示,TgNCX1在泥蚶鳃组织中表达量最高,提示鳃可能是Cd2+进入泥蚶体内的关键通道。时间表达模式分析结果显示,Cd & Cu联合胁迫后,泥蚶鳃TgNCX1基因及其编码蛋白的表达呈先上升再下降模式。在胁迫初期,TgNCX1基因及其编码蛋白表达量显著上升,并于24 h升至峰值,这与泥蚶体内镉富集模式一致,推测Cd2+可能通过竞争性结合TgNCX1的Ca2+结合域,触发其反向转运模式,从而借助Na+的电化学梯度驱动Cd2+内流,介导泥蚶短期内选择性富集镉。Cd ＆ Cu胁迫24 h后,TgNCX1基因及其编码蛋白的表达显著下降,而泥蚶体内镉含量持续显著升高,推测TgNCX1可能并不参与泥蚶长期镉选择性富集过程,该过程可能转而依赖于其他转运蛋白或离子通道蛋白。本研究进一步揭示了泥蚶选择性富集镉的内在调节机理,为泥蚶低镉新品种的分子设计育种提供理论依据。

来源：2026年第4期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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