综述：海洋鱼类中砷甜菜碱的独特生物积累与生物合成

这篇综述系统探讨了海洋鱼类对砷甜菜碱(AsB)的独特富集机制，揭示了环境盐度、食物链传递、生物转运模式及肠道微生物在AsB生物合成中的作用，并创新性提出利用机器学习(ML)预测AsB积累路径，为砷(As)生态毒理学研究提供了新视角。

　　

高浓度AsB在海洋鱼类中的富集

海洋鱼类表现出对砷甜菜碱(AsB)的显著富集能力，其体内总砷浓度可达淡水鱼类的1-3个数量级（1–1000 μg/g vs <1 μg/g）。这种差异凸显了海洋生态系统中砷的特殊生物地球化学循环。研究显示，中国沿海野生鱼类肌肉组织中AsB占比超90%，印证了其作为主要砷形态的地位。

水相盐度对AsB水平的影响

盐度是调控砷迁移的关键环境因子。对鳕鱼(Gadus morhua)、鲱鱼(Clupea harengus)等物种的研究证实，砷吸收效率与盐度呈正相关。盐度升高会促进砷酸盐(As^V)向亚砷酸盐(As^III)的转化，并通过改变渗透压调节蛋白表达影响砷转运。

砷在海洋鱼类中的转运模式

动态研究表明，不同砷形态在鱼类各器官的转运存在显著差异。AsB在肠道通过被动扩散缓慢吸收，而无机砷(As^III/As^V)则依赖磷酸盐转运蛋白主动运输。肝脏和肌肉分别是砷代谢和存储的主要靶器官，其中肌肉组织表现出对AsB的特异性滞留效应。

生物转化与合成通路

海洋鱼类能将高毒性的无机砷转化为低毒的AsB，这一过程涉及甲基转移酶（如AS3MT）和甜菜碱醛脱氢酶。肠道微生物群落通过产生甲基供体（如S-腺苷甲硫氨酸）参与转化过程。机器学习模型预测，水温、pH和微生物组成是影响转化效率的三大核心参数。

结论与展望

AsB的富集机制研究为解析海洋砷循环提供了新范式。未来需结合多组学技术揭示关键合成酶基因，并开发基于机器学习的生态风险预警系统。该领域突破将助力制定精准的海产品安全标准，缓解砷污染对生态与健康的双重威胁。