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全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)是一种广泛存在于土壤、水域以及生物体内的有机环境污染物,在环境中具有持久性和生物积累性的特点,且会对生物产生毒性。半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)属于暖温底栖海水鱼,对海洋环境污染物较为敏感,可在生态毒理学研究中作为模式生物监测海洋环境污染。本研究以五月龄的半滑舌鳎为实验对象,使其在50 mg/L PFOA水体中暴露不同时间,观察其组织病变,记录死亡情况;并采用Illumina Novaseq?6000测序平台,对全鱼组织进行高通量测序和基因数据发掘。研究结果如下:1.与未经PFOA暴露的对照组半滑舌鳎相比,暴露于PFOA中的半滑舌鳎出现明显的组织损伤且死亡情况较为严重。从半滑舌鳎暴露于PFOA第5天开始,肠道组织出现含有黄白色液体的水泡,第7天,肝脏组织变为土黄色,胆囊肿大颜色变黑,第10天的表观症状与7天时相似,第14天,内脏团肿胀,肝脏与脑部出现充血症状。从半滑舌鳎暴露第9天开始,实验组的死亡数量开始急剧增加,第14天时,实验组的累积死亡率达到56.4%,而对照组的死亡率为17.6%。2.对暴露于PFOA中0天、3天、5天、7天、10天和14天的半滑舌鳎进行转录组测序,共得到33个转录组,每个转录组的读长在39,743,324至55,918,860之间,共包括1,663,039,762个读长(reads)。通过Cutadapt过滤掉原始读数中不合格的序列后,所有样品得到的有效reads均占原始读数总数目的94.00%以上,GC含量均在47%以上(包括47%),能比对到参考基因组上的reads都在91%以上,有效读数共拼接成24044个基因序列。3.对24044个基因进行差异表达分析(|log2(fold change)|≥1,P<0.05)结果显示,PFOA暴露的时间不同,显著差异表达基因的数量也不同,在PFOA暴露的第3天、5天、7天、10天和14天中,分别有2497个、4634个、915个、1178个和1560个显著差异表达基因,其中,PFOA暴露第5天的差异表达基因数量最多,第7天的差异表达基因数量最少。在PFOA暴露的5个时间点中,上调表达的差异表达基因分别有688个、1664个、480个、749个和1295个,下调的差异表达基因分别有1809个、2970个、435个、429个和265个(P<0.05)。在5个时间点均出现显著性差异表达的基因共有8个,分别是血管性血友病因子含5A亚型X1蛋白A结构域(vwa5a)、内皮转录因子GATA-2(gata2)、转录因子Sp8样、肌红蛋白样、纤溶酶原激活物抑制物1样、上皮细胞有丝分裂蛋白抗体样、未知蛋白LOC112488231和未知蛋白LOC103384322,这些基因的异常表达与免疫缺陷、骨质增生以及肿瘤、癌症和白血病等疾病的发生相关。通过荧光定量PCR对基因gata2、LOC103383752、LOC103394625和vwa5a进行验证,结果显示,定量PCR结果中基因的表达趋势与转录组测序结果中基因的表达趋势一致,但基因表达量有所差别。4.在半滑舌鳎暴露于全氟辛酸的5个时间点中,与神经系统发育、轴突生成、大脑发育、神经投射、神经树突等GO功能注释相关的基因差异表达显著;与突触囊泡循环、逆行神经信号、谷氨酸能的神经突触、γ-氨基丁酸能的突触、轴突导向、多巴胺能神经突触和钙离子信号通路相关的代谢通路差异显著。表明PFOA可影响半滑舌鳎的神经系统。5.在半滑舌鳎暴露于全氟辛酸的5个时间点中,与细胞粘附、通过质膜黏附分子的亲同性细胞粘附和ATP结合等GO功能注释相关的基因差异表达显著;与细胞粘附信号通路、噬菌体信号通路、P53信号通路、病原性大肠杆菌感染信号通路、心肌细胞的肾上腺素能信号通路和补体系统等代谢通路差异显著。表明PFOA可破坏半滑舌鳎的免疫系统。本研究探究了PFOA对半滑舌鳎幼鱼全鱼组织在转录组层面的毒性影响,通过综合分析差异表达基因、GO功能注释和KEGG代谢通路,揭示了PFOA主要影响半滑舌鳎免疫系统和神经系统相关基因的表达。结合我们在感染时对半滑舌鳎幼鱼观察到的明显的肝脏损伤和脑出血等现象,可认为半滑舌鳎在较长时间的PFOA暴露下,可能会产生中毒症状。本研究为PFOA对半滑舌鳎的分子毒理学研究提供了基因资源和研究手段。