营养状态对水蚤砷毒性的作用：个体效应及交互效应的转录组学视角

无机砷是一种广泛存在的环境污染物，也是已知的人类致癌物，然而营养状况调节砷毒性的机制仍知之甚少。在本研究中，我们考察了环境相关浓度的砷、低食物量以及低膳食磷供应对水生摄食者蚤状溞（Daphnia pulex）全基因组基因表达的主效应及其交互作用。 差异基因表达分析共鉴定出1,213个差异表达基因，其中砷 × 营养胁迫因子的交互作用约占转录组响应的70%。低磷表现为主导性的主效应胁迫因子，同时作为共胁迫因子也对转录产生了深远影响。低磷 × 砷的交互作用表现出最大的转录影响（435个差异表达基因），表明在基因表达水平上，影响砷毒性的并非食物量，而是磷限制。基因本体论和通路激活分析表明，主效应引发了相对简单但彼此不同的功能响应，而砷 × 营养交互作用则诱导了复杂的通路层面紊乱，包括细胞信号传导、解毒代谢、DNA修复机制以及能量稳态。 对基因表达的进一步评估表明，所有砷 × 营养交互作用均表现为拮抗作用，这支持了先前文献中关于砷作为共胁迫因子时表现为拮抗性的发现。我们的研究结果为营养状况如何调节砷毒性提供了机制性认识，并强调了考虑砷 × 营养共胁迫因子交互作用的重要性。

无机砷是一种广泛存在的环境污染物，也是已知的人类致癌物，然而营养状况调节砷毒性的机制仍知之甚少。在本研究中，我们考察了具有环境相关浓度的砷、低食物供给量以及低膳食磷供应对水生摄食者蚤状溞（Daphnia pulex）全基因组基因表达的主效应及其交互作用。

差异基因表达分析共鉴定出1,213个差异表达基因，其中砷 × 营养胁迫因子的交互作用约占转录组响应的70%。低磷是占主导地位的主效应胁迫因子，同时作为共胁迫因子也对转录产生了深远影响。低磷 × 砷的交互作用表现出最强的转录影响（435个差异表达基因），表明在基因表达水平上，影响砷毒性的因素是磷限制而非食物数量。

基因本体论分析和通路激活分析表明，主效应诱导了较为简单但彼此不同的功能响应，而砷 × 营养交互作用则引发了复杂的通路层面紊乱，包括细胞信号传导、解毒代谢、DNA修复机制以及能量稳态。

对基因表达的进一步评估表明，所有砷 × 营养交互作用均表现为拮抗作用，这支持了先前文献中关于砷作为共胁迫因子呈现拮抗行为的发现。我们的研究结果为营养状况如何调节砷毒性提供了机制性见解，并突出了在研究中考虑砷 × 营养共胁迫交互作用的重要性。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.11.744190v1?rss=1

🏷️ 砷毒性 营养胁迫 转录组学 差异表达基因 水蚤 交互作用