重金属是指一类密度大于5 g/cm~3的金属元素,例如汞、镉、铬、铅、砷,钴等。镉（cadmium,Cd）作为一种重金属毒物,主要经由环境暴露和食物链进入呼吸、消化系统和血液中,对代谢、生殖及免疫系统产生不良影响。镉的污染已经造成了一系列恶性污染事件,其中比较典型的有中国的镉大米事件和日本的Itai-Itai病事件。湖南省有较多有色金属矿和冶炼区,这些区域附近土壤、作物以及水源存在镉污染情况。湘西黄牛是湖南广泛饲养的地方品种牛,其日粮中常包含青贮玉米秸秆。由于玉米富集镉的能力强,矿区周边饲养的湘西黄牛易于间接摄入镉,从而导致繁殖能力受损。为了探究镉对生殖系统的影响,本研究选取6月龄半同胞湘西黄牛杂交牛（湘西黄牛与安格斯的杂交1代）14头,其中雌性8头,对照与处理组各4头;雄性6头,对照和处理组各3头。处理组饲喂100天含镉量6.07 mg/kg的日粮,对照组饲喂正常日粮,全部屠宰后取卵巢、子宫和睾丸组织用于全转录组测序,根据差异基因探索镉对湘西黄牛杂交牛卵巢、子宫和睾丸的毒性效应与机制,为预防和治疗湘西黄牛杂交牛重金属中毒以及其他镉引起的疾病提供分子标志物,丰富镉毒性理论依据。本研究创建了两个文库,lncRNA/mRNA文库中的每个样本平均产生13.65 G的数据,miRNA文库平均每个样本产生23.77 M数据,各个样品的Clean Reads与NCBI中牛的参考基因组比对效率均保持在90.46%-93.23%,本实验低质量（Quality＜20）的碱基比例较低,整体质量保持在Q30以上。在卵巢组（COvsHO）中有230个差异mRNA,29个差异miRNA,105个差异lncRNA。子宫组（CUvs HU）366个差异mRNA,40个差异miRNA,66个差异lncRNA。睾丸组（CTvs HT）168个差异mRNA,12个差异miRNA,48个差异lncRNA。对差异mRNA进行GO功能注释和KEGG通路富集分析,对差异表达的miRNA和lncRNA的靶基因进行KEGG通路分析,结果显示,子宫和卵巢的差异基因均富集于PI3K-AKT、P53、MAPK、细胞凋亡和自噬体信号通路。子宫和睾丸的差异基因还富集于谷胱甘肽代谢通路。卵巢中特有抗原加工和呈递通路。除此之外,CYP1A1在子宫、卵巢和睾丸中均差异表达。在差异miRNA和lncRNA分析结果中,卵巢组富集到了Wnt和JAK/STAT信号通路,它们分别与胚胎发育、细胞增殖相关。子宫组差异miRNA富集到了与氧化应激诱导的细胞凋亡相关的HIF-1通路。睾丸组部分差异lncRNA靶向ATP结合盒转运蛋白。根据以上结果猜测子宫和睾丸都在镉暴露下发生了氧化应激,在卵巢中,Cd主要影响细胞增殖、凋亡、类固醇激素合成以及免疫等方面,PI3K-AK、P53和MAPK信号通路均在镉的卵巢毒性和子宫毒性中发挥作用。除此之外,Cd还通过ABC转运蛋白通路影响睾丸中雄激素的转运。相关的差异mRNA、miRNA和lncRNA都参与了镉对卵巢、子宫和睾丸的毒性效应,为深入研究镉的毒性机制提供了新的依据。