2014年9月,董云偉教授支持的“持續高溫與偶然降雨對潮間帶帽貝嫁蟲戚種群動態的影響及其機制 ”課題研究成果發表于Molecular Ecology期刊。
在自然環境中,生物體會在同一時間內受到多種環境因子的影響,這些因子的相互作用會對機體功能產生巨大的影響。但是生物體對環境因子生理響應的研究往往在實驗室內進行,并且集中在單一環境因子上,對于偶然事件所造成的影響沒有足夠的關注。
2011-2013年間,董云偉教授實驗室以廈門白石炮臺的嫁蟲戚(Cellana toreuma)野外種群為對象,研究了其細胞內代謝調節相關的基因表達水平的變化。嫁蟲戚屬于原始腹足目帽貝科,主要分布于中國、韓國和日本沿岸,是中潮間帶重要的牧食者,對于潮間帶群落的構成具有重要作用。

這項研究通過對嫁蟲戚種群變動,體溫和降雨事件監測,并結合體內
hsps(熱休克蛋白)和代謝感受因子ampk和sirt1(腺苷酸活化蛋白激酶和沉默信息調節因子2相關酶1)表達水平的測定,來定量研究嫁蟲戚對多種環境因子的生理反應。結果表明,高溫和降雨比單一的溫度刺激對嫁蟲戚產生更嚴峻的生理壓力,并且我們也發現,帽貝在自然環境中的生理反應具有高度的多變性,表明了不同個體間具有不同的生理調節能力。
在伴隨全球變化而產生的多種非生物因子變化的背景下,本次研究結果也再次強調了野外實驗的重要性。

上圖:熱休克蛋白和代謝感受器基因表達分析。(a)采自2011年9月-2013年4月的嫁蟲戚個體內熱休克蛋白和代謝感受器基因表達水平聚類分析。所有個體經聚類后可以分為2組。圖中紅色表示上調表達,綠色表示下調表達,黑色表示表達沒有變化。(b)每次采樣時組Ⅰ和組Ⅱ中的個體數的比值(黑色空心圓)和個體的平均溫度(黑色實心圓)。箭頭標示部分表示采樣時的降雨事件。(c)晴天和雨天時,嫁蟲戚個體分布在組Ⅰ和組Ⅱ中的比值。雨天時組Ⅰ和組Ⅱ中個體數的比值要顯著高于晴天時(獨立樣方t檢驗, P=0.005)。
本文該研究結果于2014年9月發表于Molecular Ecology期刊(IF=5.84)。(Yunwei Dong, Guodong Han and Xiongwei Huang, Stress modulation of cellular metabolic sensors: interaction of stress from temperature and rainfall on the intertidal limpet Cellana toreuma. Molecular Ecology, 2014, 23(18):4541-4554.)
論文鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.12882/abstract