暴露在环境污染物重金属镉中,会对许多鱼类的生殖、呼吸、血液循环和嗅觉等系统都产生不良影响,机体为了抵御重金属镉的负面影响因此产生氧化应激现象,机体内的活性氧（ROS）由此增加,但过量的ROS会激发生物体内的抗氧化防御系统。谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）是生物体内抗氧化防御系统的一个十分重要的组成部分,与其他四聚体蛋白质相比,GPx4是唯一一种单体GPx,也是唯一一种能够直接降解哺乳动物机体内磷脂氢过氧化物的GPx,它可以直接降低脂质过氧化物和复合氢过氧化物,将其还原为水或其他相应的醇。本研究克隆了中华乌塘鳢（Bostrychus sinensis）GPx4基因的两个异构体,即GPx4a和GPx4b基因,并比较了它们在不同浓度镉胁迫下对不同组织的调节影响。通过序列分析发现Bs GPx4a和Bs GPx4b两种亚型的氨基酸序列相似性达到了77.6%,与其它物种的GPx4a和GPx4b氨基酸序列具有较高同源性。在已选取物种GPx4序列的系统发育分析中发现了3个聚类,分别是来自鱼类的GPx4a、GPx4b,以及来自高等脊椎动物的GPx4。GPx4a、GPx4b是单独成束说明了两个基因在进化过程中是进行了分离,也证明这是两个亚型,分析进化树得到的中华乌塘鳢与其他物种的亲缘关系与进化过程是一致的。经过不同半致死浓度的镉离子胁迫后,对中华乌塘鳢在不同时间点取样的各组织进行实时荧光定量表达分析,分析结果显示在正常组织中,除了在肝脏、血液、皮肤等组织观察到高水平的Bs GPx4a、Bs GPx4b表达外,还在其他组织中观察到了两个基因的存在,虽然这些差异的功能意义尚不清楚,但Bs GPx4a、Bs GPx4b基因在组织中广泛分布现象与其重要生理功能是保持一致的,例如保护这些组织中富含脂质的细胞膜免受自由基攻击。分析胁迫后基因表达量变化发现,在镉离子胁迫不同时间后Bs GPx4a、Bs GPx4b基因在鳃、头肾、肝脏、皮肤和脾脏中的表达都受到了调节。分析后发现Bs GPx4a、Bs GPx4b两个基因m RNA在皮肤、脾脏、头肾这三个部位变化趋势是较为一致的,表达量在皮肤和脾脏中大体上呈现先下降后上升的趋势,在头肾中始终处于上调状态,但上调趋势是先上升到峰值后下降;在鳃和肝脏组织两个基因的表达水平差异相对较大,在鳃和肝脏中Bs GPx4a变化趋势是先下调后上调,Bs GPx4b则是始终处于上调水平。观察在不同浓度镉离子胁迫的表达特点发现Bs GPx4a、Bs GPx4b基因总体表现出一种在低浓度时先增加,然后在高浓度时下降的特点,这种现象的机制可能为轻度应激会引发或刺激产生有益的反应,而重度应激会抑制基因表达、对组织造成损伤或导致细胞坏死。对重组r Bs GPx4a和r Bs GPx4b利用酶活试剂盒进行不同条件下的酶活性测试,探究酶的最适温度和最适p H,分析得出r Bs GPx4a和r Bs GPx4b最适条件是一致的,最适温度为35℃,最适p H为8。不同之处在于r Bs GPx4a相较于r Bs GPx4b而言受温度影响稍小,受p H变化影响较大。