近年来，我国近海赤潮频发，赤潮持续时间长，覆盖面积广，致灾效应强，造成了严重的生态破坏和经济损失。赤潮发生过程中容易积累多种有毒有害化合物，可以通过藻细胞释放或者藻细胞破裂进入水体，也可以通过食物链，对各营养级的生物产生不利影响，对海洋生态系统产生威胁。视黄醛是维甲酸类物质，与视黄酸和视黄醇等具有相似的化学结构。这类化合物属于动物致畸物质，一旦过量即可干扰脊椎动物的正常发育，对脊椎动物的生长和器官功能产生不利影响。珠江口是华南重要渔场，同时也是中华白海豚的重要栖息地之一。本研究团队在2018年暴发于珠江口的一次双胞旋沟藻(Cochlodinium geminatum)赤潮中发现局部高生物量藻华水体的视黄醛浓度升高（图1），对栖息于珠江口的水生动物产生潜在危害。然而，视黄醛的积累机制及致畸效应尚未得到全面研究。

图1 藻华（P1）和藻华后（P2，P3）现场海域视黄醛的浓度。（Ecological characteristics and teratogenic retinal determination of Cochlodinium geminatum blooms in Pearl River Estuary, South China, Ecotoxicology and Environmental Safety, 2020, 191: 1-9. DOI：10.1016/j.ecoenv.2020.110226）

我实验室南海海岸带变化与物质迁移创新团队核心成员、暨南大学水生生物学国家重点学科带头人、水体富营养化与赤潮防治广东普通高校重点实验室主任吕颂辉教授团队研究了两种海洋微藻假微海链藻（Thalassiosira pseudonana）和亚心形四爿藻（Tetraselmis subcordiformis）中视黄醛的光诱导积累特征以及通过食物链传递的脊椎动物致畸效应。通过组学研究与序列比对（图2），在高光和蓝光环境中，视黄醇脱氢酶基因含量明显上调，促进了藻细胞内视黄醛的积累（图3）。

图2 假微海链藻视黄醇脱氢酶基因与已知同源基因的氨基酸序列比对（A）及系统发育关系（B）

图3 假微海链藻视黄醛在高光和蓝光下的代谢特征（A）以及视黄醇脱氢酶基因在高光下的表达量变化特征（B）。

以卤虫（Artemia salina）为代表的无脊椎动物对视黄醛具有较高的耐受性，因此视黄醛可以在无脊椎动物体内积累。研究发现，视黄醛对脊椎动物如海洋模式种青鳉鱼（Oryzias melastigma）具有明显的致畸效应。所以，视黄醛可以通过食物链在脊椎动物体内积累，进而导致其发育畸形（图4）。

图4 高光环境中亚心形四爿藻胞内视黄醛含量的积累（A）以及视黄醛通过食物链传递（B，C）导致青鳉鱼畸形的现象（D）。

研究成果于2022年8月在海洋与淡水生物学领域TOP期刊Aquaculture发表，题目为“Light-induced algae retinal stress can deform fish spines”。吕颂辉教授团队的特聘副研究员董悦镭博士为该文章的第一作者，吕颂辉教授与创新团队骨干成员崔磊副研究员为该文章的通讯作者。

该研究得到了国家自然科学基金和南方海洋实验室创新团队建设科研经费的支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2022.738758