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全球气候变化下，淡水生物面临热和干旱胁迫，Sinosolenaia oleivora也受影响。研究人员用准靶向代谢组学研究其鳃在胁迫下的代谢响应。发现热和干旱显著影响代谢组，还找到相关生物标志物，为淡水保护提供依据。
在全球气候变化的大背景下，淡水生态系统正经历着前所未有的挑战。气温不断攀升，干旱情况愈发频繁，这些变化如同无情的 “杀手”，威胁着淡水生物的生存。淡水生物们不仅要忍受高温的炙烤，还要面临干旱带来的无水困境，许多物种甚至因此面临大规模死亡的危机。淡水贻贝作为底栖（benthic）、对温度和水流变化极为敏感的生物，更是首当其冲。
橄榄蚶（Sinosolenaia oleivora）是中国特有的经济价值较高的淡水贻贝，曾经在浅水河湖水域中自在生活。然而近年来，随着气温升高，它们的栖息地不断干涸，种群数量急剧下降，已经濒临濒危。以往针对橄榄蚶的研究，大多聚焦于氨氮胁迫、盐度胁迫等方面，而对于热和干旱胁迫对其代谢的影响，却一直无人问津。在这样的研究空白下，中国水产科学研究院淡水渔业研究中心的研究人员决定开展相关研究，试图揭开橄榄蚶在热和干旱胁迫下的代谢奥秘，为保护这一物种提供关键线索。
研究人员运用准靶向代谢组学（quasi - targeted metabolomics）这一前沿技术，对橄榄蚶在热和干旱胁迫下的鳃组织进行深入分析。准靶向代谢组学巧妙结合了非靶向代谢组学的高通量优势与靶向代谢组学的精准和高灵敏度特点，能够更全面、准确地研究生物体内的代谢变化。研究样本选取自中国水产科学研究院淡水渔业研究中心南泉基地的橄榄蚶，实验前，这些橄榄蚶在实验室特定环境下适应了两周以上。
在研究过程中，研究人员着重关注了橄榄蚶在不同胁迫条件下的生存状况和代谢变化。结果显示，在 48 小时热胁迫下，橄榄蚶的存活率与对照组相比并无显著差异；但在干旱组，24 小时时死亡率就超过了 50%，48 小时内全部死亡，其存活率显著低于常规组和热胁迫组。
从代谢组层面来看，研究人员总共在三组样本中鉴定出 747 种代谢物。通过正交偏最小二乘法判别分析（Orthogonal partial least squares discriminant analysis）和聚类热图分析（clustering heatmap analysis）发现，热胁迫和干旱胁迫均显著影响了橄榄蚶鳃的代谢组。在热胁迫组（sc）与常规组（s）对比时，有 17 种代谢物显著上调，46 种显著下调，涉及丙酮酸代谢（pyruvate metabolism）、丙酸代谢（propanoate metabolism）等 8 条代谢途径受到显著影响。而干旱组（sd）与热胁迫组（sc）相比，26 种代谢物显著上调，4 种显著下调，长寿调节通路 - 蠕虫（longevity regulating pathway–worm）、γ - 氨基丁酸能突触（GABAergic synapse）、雌激素信号通路（estrogen signaling pathway）这 3 条代谢途径出现显著差异。基于这些结果，研究人员认为琥珀酸和富马酸可作为橄榄蚶热胁迫的指示物，烟酰胺和 4 - 氨基丁酸则可作为干旱胁迫的生物标志物。
这项研究意义重大。它首次揭示了橄榄蚶在热和干旱胁迫下的代谢响应机制，让我们从代谢层面深入了解了这一物种应对环境胁迫的方式。这些发现为预测橄榄蚶种群在气候变化下的动态变化提供了重要依据，也为淡水生物保护策略的制定指明了方向，对淡水生态系统的保护和可持续发展有着深远影响。
研究结果：
- 生存速率：对比不同环境胁迫下橄榄蚶的生存状况，发现干旱组死亡率高，24 小时死亡率超 50%，48 小时全部死亡；热胁迫组与常规组在 48 小时内存活率无显著差异，且干旱组与其他两组差异显著。
- 代谢物及代谢途径变化：利用准靶向代谢组学技术，鉴定出三组样本中的 747 种代谢物。热胁迫组与常规组相比，多种代谢物上调或下调，影响 8 条代谢途径；干旱组与热胁迫组相比，部分代谢物变化，3 条代谢途径出现显著差异。
- 生物标志物确定：根据代谢物变化情况，确定琥珀酸和富马酸可指示热胁迫，烟酰胺和 4 - 氨基丁酸可作为干旱胁迫的生物标志物。
研究结论与讨论：环境因素超出物种耐受范围会产生复合影响。高温使橄榄蚶代谢活动和能量消耗增加，干旱导致缺氧，二者共同作用加速其死亡。该研究为在气候变化背景下加强淡水贻贝栖息地的保护和管理提供了科学依据，有助于制定更有效的保护策略，保护淡水生物多样性，维持淡水生态系统的稳定和平衡。
