在全球气候变化愈演愈烈和人为污染日益严重的背景下,海洋生物已经面临着多重环境压力,特别是海洋酸化和汞污染的耦合现象(燃煤是主要原因),因此酸化和汞污染的双重胁迫已是全球海洋生态系统(特别是与人类密切相关的近海生态系统)所面临的普遍环境灾害。虽然酸化和汞污染对海洋生物的各自效应研究已开展了不少工作,但是只有将二者胁迫综合考虑的研究才能更加真实地反应出环境生态效应。然而据了解,目前关于海洋生物对酸化和汞污染的耦合现象的响应和适应研究非常缺乏。海洋桡足类是海洋生态系统的主要次级生产者,是物质能量传递过程的最重要一环,在海洋食物网中承担着枢纽作用,具有非常重要的生态功能。此外,桡足类还是海洋环境胁迫研究的良好模式生物。因此,选取桡足类日本虎斑猛水蚤作为受试对象,本论文研究了多个世代胁迫下酸化和汞污染对该桡足类体内金属累积以及7个重要生活参数(存活率、性别比、无节幼体发育时间、世代发育时间、12 d产卵批次、平均产卵数和繁殖力)的影响。同时利用定量蛋白质组学手段筛选和鉴定酸化和汞胁迫相关的蛋白质组,通过蛋白质组的功能分析和蛋白相互作用网络的构建等,揭示酸化和汞胁迫对日本虎斑猛水蚤的作用机理以及该挠足类的响应机制,重点揭示酸化影响汞对日本虎斑猛水蚤毒性的作用机理。主要的研究结果如下:(1)相对于对照组,汞胁迫与酸化和汞污染联合胁迫下日本虎斑猛水蚤体内汞累积量显著增加,且汞累积量随着世代数的增加而增加。但是相对于单独汞污染,联合胁迫下日本虎斑猛水蚤体内汞含量显著减少,提示酸化降低汞在该桡足类体内的累积。(2)酸化对日本虎斑猛水蚤的发育、繁殖并无显著影响;汞污染抑制其平均产幼体量,尤其是F2和F3世代中抑制效应最明显。相对于单独汞污染,联合胁迫组的平均产幼体量和繁殖力/12 d显著增加,表明酸化显著减轻了汞对海洋桡足类日本虎斑猛水蚤的生殖毒性。(3)酸化条件下,日本虎斑猛水蚤的蛋白质组发生了显著变化,主要为桡足类增加了对蛋白质的吸收和降解,同时降低体内蛋白质的合成,可能是一种适应性的能量重新分配策略,因此表现出较强的表型可塑性(phenotypic plasticit);汞污染引起日本虎斑猛水蚤的一系列毒性反应,如氧化应激、细胞内环境稳态调节的异常、以及谷胱甘肽代谢下降等,最终导致该桡足类的繁殖能力受到抑制;联合胁迫下,酸化能够诱导溶酶体自噬机制去除体内氧化损伤的生物分子(如蛋白质和酶),从而减轻汞污染对桡足类繁殖能力的毒性效应。(4)值得一提的是,酸化或汞污染下,日本虎斑猛水蚤的神经活性受体-配体相互作用途径表达均显著上调,提示该两种胁迫可能影响桡足类的神经活动能力,从而导致行为发生异常。