大渡河TDG过饱和对鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)的生态毒理效应及分子机制研究

针对水坝泄洪导致水体总溶解气体(TDG)过饱和威胁鱼类生存的问题，研究人员在大渡河自然水体中开展鲢鱼48小时暴露实验。通过组织病理学、生化指标、转录组学和代谢组学分析，首次揭示TDG胁迫导致鳃组织损伤、免疫基因上调及ATP代谢紊乱的分子机制，为评估水电开发生态影响提供重要依据。

　　

水电开发在提供清洁能源的同时，其生态影响日益凸显。大坝泄洪导致下游水体总溶解气体(Total Dissolved Gas, TDG)过饱和现象，可能引发鱼类气体栓塞病(Gas Bubble Disease, GBD)，但自然河流中TDG对鱼类的生理影响机制尚不明确。鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)作为长江流域重要经济鱼类，因栖息于水体上层更易受TDG影响。

四川大学水利水电学院的研究人员选择大渡河龚嘴坝下游6.5公里处作为实验点，在2023年9月泄洪期间（TDG饱和度118%-121%）开展48小时现场暴露实验。通过整合组织病理学观察、血液生化检测、转录组学和代谢组学分析，系统揭示了TDG过饱和对鲢鱼的生态毒理效应。该研究成果发表于《Journal of Environmental Chemical Engineering》。

研究采用多组学联用技术：组织切片观察鳃和肝脏病理变化；检测超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等氧化应激指标；基于RNA-seq技术分析鳃组织6028个差异表达基因；通过LC-MS平台鉴定115种差异代谢物。

【组织损伤】TDG暴露导致鲢鱼鳃小片上皮细胞坏死增生、鳃丝融合及炎性浸润，肝脏出现空泡变性。
【生化指标】过氧化氢酶(CAT)活性显著降低（p<0.05），丙氨酸氨基转移酶(ALT)升高反映肝功能受损。
【转录调控】发现3235个上调基因（如补体C3、热休克蛋白HSP70）和2793个下调基因，免疫相关通路显著激活。
【代谢紊乱】ATP合成酶亚基表达异常，甘油磷脂代谢和ABC转运蛋白通路发生显著改变。

该研究首次在自然河流环境中证实：TDG过饱和通过诱发氧化应激和能量代谢紊乱，导致鲢鱼鳃组织不可逆损伤；免疫系统过度激活可能是TDG毒性的关键机制。研究创新性地将现场实验与多组学技术结合，为水电工程生态调度提供了分子水平的科学依据，弥补了实验室研究无法模拟自然水体波动条件的缺陷。研究提出的ABC转运蛋白和脂代谢通路异常等发现，为后续开发TDG毒性生物标志物奠定了理论基础。