《Scientific Reports》：Exploring gene expression as a sublethal endpoint in gammarids exposed to pesticides: insights from next-generation sequencing
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本研究针对农药残留对水生生物亚致死效应评估需求，通过RNA-seq技术分析自然种群钩虾暴露于嘧菌酯和啶虫脒后的基因表达变化，发现代谢、细胞增殖相关通路显著富集，证实转录组学在非模式生物生态毒理研究中的敏感性，为水质监测提供新方法。
随着农业生产的不断发展，农药在保护作物的同时，其残留物也通过地表径流进入水体，对水生生态系统构成威胁。尽管传统毒理学研究多关注生物死亡率等急性效应，但低浓度农药引起的亚致死效应（如行为改变或生理功能干扰）可能对种群动态产生更深远的影响。钩虾（Gammarids）作为淡水生态系统的关键物种，因其对污染物高度敏感且承担分解者角色，常被用作环境监测的指示生物。然而，现有研究多依赖行为指标或摄食率评估亚致死效应，而对分子机制如基因表达变化的探索仍较缺乏。
为填补这一空白，研究人员在《Scientific Reports》发表论文，以自然种群钩虾为模型，探究农药暴露下的转录组响应。通过实验室控制暴露常用农药嘧菌酯（azoxystrobin）和啶虫脒（acetamiprid），并利用RNA测序（RNA-seq）技术分析全基因组表达谱，旨在验证基因表达作为敏感亚致死终点的可行性。研究设计包含两次独立实验，对比暴露组与对照组后，分别鉴定出145和326个差异表达转录本。基因本体（GO）富集分析显示，这些基因显著关联代谢过程、细胞增殖与分化等通路。值得注意的是，尽管使用同种群的钩虾且实验间隔仅12天，两次重复实验的转录谱重叠极少，提示野生种群遗传变异和转录组注释不完善可能影响结果一致性。该研究不仅建立了非模式生物RNA-seq数据分析流程，还强调了环境样本在生态毒理学研究中的复杂性。
关键技术方法包括：从野外采集钩虾样本，在实验室可控条件下进行亚致死浓度农药暴露；通过RNA-seq获取全基因组转录本数据；使用生物信息学分析识别差异表达基因，并进行GO富集分析以阐释功能影响。
转录组响应分析
通过对比暴露组与对照组的RNA-seq数据，首次在钩虾中系统描绘了农药引发的基因表达变化。两次实验分别发现145和326个差异表达转录本，但重叠有限，表明个体遗传背景可能显著干扰转录响应。
功能富集结果
GO分析揭示差异基因显著富集于代谢过程（如能量代谢酶编码基因）、细胞增殖（如细胞周期相关因子）及分化通路，提示农药可能通过干扰基础细胞功能引发亚致死效应。
实验重复性评估
尽管实验条件高度一致，两次重复的转录谱差异显著，凸显野生种群高遗传变异性和转录组注释不完整对结果可重复性的挑战。
研究结论指出，基因表达可作为检测农药亚致死效应的敏感指标，尤其适用于非模式生物。然而，野生样本的遗传异质性和功能注释缺失限制了数据的直接比较。该工作为生态毒理学提供了转录组学应用范例，同时呼吁未来研究需结合更完善的基因组资源以提升可靠性。
