鱼类金属硫蛋白作为生物标志物已经广泛的应用到水环境重金属污染的监测中,然而重金属胁迫下鱼类MT基因表达是否具有性别差异性特征,至今尚无研究报道。本研究以海洋模式鱼类黑点青鳉(Oryzias melastigma)为实验鱼类,优化和建立了鱼肝MT mRNA实时定量PCR(qPCR)检测技术;通过重金属镉水体暴露的剂量-效应和时间-效应实验,系统地研究了黑点青鳉肝脏MT mRNA性别差异性表达特征,不仅为应用敏感性别的黑点青鳉肝脏MT mRNA作为生物标志物监测海洋环境重金属污染生物效应状况提供了科学依据,而且为我国摸清海洋重金属污染生物效应状况,建立和推广具有效应快、灵敏度高和特异性强的生物标志物监测技术奠定了重要基础。研究取得的主要成果如下:1率先克隆获得了黑点青鳉MT基因全长cDNA序列。利用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增技术(RACE),从黑点青鳉肝脏中克隆获得了MT cDNA全长序列。结果显示,黑点青鳉MT基因c DNA全长为385 bp,编码60个氨基酸,预测编码的多肽分子量为5990 Da,含有脊椎动物MT基因特征性序列结构cys-x-cys、cys-x-x-cys和cys-x-cys-cys。BLAST在线比对结果显示,该基因编码的氨基酸序列与已经报道的其它鱼类MT基因的氨基酸序列一致性范围为82%~98%,确认该序列为黑点青鳉MT基因。2分析了自然状态下黑点青鳉不同组织中MT mRNA的表达特征。利用qPCR方法分析了自然状态下雌、雄黑点青鳉成鱼肝、脾、肠、鳃、脑和肌肉六种组织中MT mRNA的表达特征。雌、雄鱼不同组织中MT mRNA相对表达量趋势完全一致,即肝>脑>肠>脾>肌肉>鳃。研究结果为选择合适的组织开展MT mRNA响应重金属胁迫的研究奠定了基础。3首次研究了镉水体暴露条件下黑点青鳉肝脏MT mRNA性别差异性表达特征。在镉胁迫下,雌、雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA表达的qPCR结果显示,在0.8,4.0和8.0μg/L环境浓度的镉暴露1~7 d条件下,与对照组相比,雄性黑点青鳉在不同暴露浓度和不同暴露时间的实验组中,肝脏MT mRNA几乎均被显著性诱导表达;而雌性黑点青鳉只在较高暴露浓度和较长暴露时间后才被显著性诱导表达,并且MT mRNA的表达水平比雄性低得多。上述研究结果表明,在相同的镉胁迫条件下,雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA的表达比雌性更敏感;以黑点青鳉MT mRNA作为生物标志物监测海洋环境重金属污染生物效应状况时,应选择雄性黑点青鳉作为监测鱼类更为合适。利用生物标志物监测水环境污染物生物效应时,监测鱼类的性别差异是一个应当考虑的重要因素。4、以黑点青鳉肝脏MT mRNA作为生物标志物,成功地监测了福建省某公司对二甲苯(PX)爆炸事故现场重金属污染的生物效应状况。2015年4月,福建省某公司发生了PX爆炸事故,我们以黑点青鳉肝脏MT mRNA作为生物标志物,成功开展了现场重金属污染生物效应状况监测工作,效果良好。因此,黑点青鳉MT mRNA作为生物标志物应用于重金属含量复杂的现场海区海水监测是完全可行的。