中间球海胆Strongylocentrotus intermedius,具有棘刺短、性腺品质佳及生长快速等特点,是性腺品质较好的可食用海胆种类之一,也是目前我国养殖规模最大的经济海胆种类。中间球海胆的适宜生长温度为20℃左右,当水温超过23℃时会严重影响其存活、摄食及生长发育,甚至会导致大规模死亡事件发生。近年来,受海水暖化效应影响,我国北方中间球海胆养殖区夏季水温经常高于25℃,导致中间球海胆大规模死亡事件频繁发生,直接和间接经济损失巨大,现已成为阻碍我国中间球海胆养殖产业发展的瓶颈问题。线粒体是细胞内新陈代谢和能量产生的主要场所,在细胞凋亡和自噬等生理过程中也发挥重要作用。线粒体损伤是指线粒体受到外源因素刺激后出现的结构性改变或功能性障碍。其中,线粒体结构性损伤包括线粒体膜系统破坏、线粒体体积改变以及线粒体DNA损伤等,线粒体功能性损伤包括线粒体内膜氧化磷酸化解偶联、活性氧产生失调、钙离子调节异常、通透性过渡孔开放以及细胞凋亡启动等。为了探究海水高温对中间球海胆性腺中线粒体肿胀度及总柠檬酸合酶活性及柠檬酸合酶基因表达的影响。本研究比较分析了骤升高温和缓升高温处理条件下,中间球海胆性腺中线粒体肿胀度变化和总柠檬酸合酶（总SiCS）活性变化情况,首次克隆并获得了中间球海胆柠檬酸合酶基因（命名为SiCS）的cDNA全长及相关序列特征信息,从转录水平检测了SiCS在成体中间球海胆组织中的表达规律及其响应骤升高温、缓升高温的表达规律。本研究所获数据进一步丰富了棘皮动物CS基因的相关基础数据,为深入解析海胆响应高温的分子表达及调控机制提供一定参考资料。获得的主要结果如下:1.高温胁迫对中间球海胆性腺线粒体肿胀程度的影响。骤升高温胁迫实验结果显示:在骤升23℃和26℃高温胁迫后,中间球海胆性腺中线粒体肿胀程度与对照组（20℃）相比呈现先降低后升高再降低的波动变化规律。具体而言,23℃高温胁迫下,中间球海胆性腺的线粒体肿胀程度在胁迫后的第1.5 h和3 h显著高于对照组,之后与对照组无显著差异。骤升26℃高温胁迫后3 h内,处理组中间球海胆性腺线粒体肿胀度与对照组（20℃）无显著差异,但是,随着胁迫处理时间的延长,26℃高温胁迫组中间球海胆性腺的线粒体肿胀程度显著低于对照组,推测26℃高温超过了中间球海胆的自我调节范围,导致线粒体膜发生不可逆性损伤,难以恢复。缓升高温胁迫实验结果显示:中间球海胆性腺中线粒体肿胀程度与对照组（20℃）相比呈现先升高后降低的变化趋势,其中,缓升23℃高温胁迫后的第1.5 h,中间球海胆性腺中线粒体肿胀度显著高于对照组,与骤升高温处理后前1.5 h结果具有一定的相似之处。2.高温胁迫对中间球海胆性腺总SiCS活性的影响。骤升高温胁迫实验结果显示:骤升23℃高温胁迫后,中间球海胆性腺中总SiCS活性与对照组（20℃）相比在各个时间点均呈现极显著下降趋势;与对照组（20℃）相比,26℃骤升高温胁迫后,中间球海胆性腺中总SiCS活性在第3 h和第48 h呈现极显著上升趋势（p＜0.01）。缓升高温胁迫实验结果显示:23℃和26℃缓升高温胁迫组中间球海胆性腺中总SiCS活性呈现出先升高后降低再升高的波动变化,总SiCS活性峰值均出现在处理后的第24 h和第96 h。3.中间球海胆柠檬酸合酶基因（SiCS）的序列特征及表达模式。结果显示,SiCS序列全长2971 bp,5’端非编码区（5’-UTR）和3’端非编码区（3’-UTR）长度分别为97和1480 bp,开放阅读框为1395 bp,共编码464个氨基酸残基。SiCS蛋白分子量约51.48 kD,理论等电点为6.09,总平均亲水性为-0.178,为稳定温和的疏水性蛋白且不存在信号肽和跨膜结构域。SiCS蛋白二级结构中,α-螺旋占43.86%,β-折叠占7.02%,无规则卷曲占49.12%;其三维结构与野猪CS蛋白三维晶体结构的一致性为73.97%;与紫球海胆CS蛋白氨基酸序列的一致性最高,为92.90%。SiCS基因在所检测组织中均有表达,其相对表达量从高到低依次为体腔细胞、围口膜、性腺、管足和肠;总SiCS活性从高到低依次为管足＞肠＞围口膜＞性腺＞体腔细胞;与对照组（20℃）相比,23和26℃骤升高温及缓升高温胁迫组中中间球海胆性腺中SiCS基因的相对表达量呈现出波动变化规律且存在一定差异。