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近年来,食品安全作为一项重要的民生问题,广受社会民众的关注。随着经济快速增长,现代工业的不断发展,水生生物重金属镉污染越加严重,对水产品的食品安全造成巨大影响,对人类产生多种健康危害。河南华溪蟹在我国分布广泛,且对重金属非常敏感,是监测水生生物镉污染的理想指示生物。通过研究镉对河南华溪蟹的毒性效应及其分子机制,有助于探究镉污染对水生生物的生产繁殖和对水产品的食品安全的危害作用。肝胰腺是河南华溪蟹镉积累的主要器官,也是镉污染毒性危害的主要靶器官。本研究组前期通过生物化学、细胞生物学等方法揭示了镉对河南华溪蟹肝胰腺的毒性效应,然而对其分子机制了解较少,特别是有关镉污染对河南华溪蟹转录后调控机制的研究。此外,为了更好的模拟水生生物生长环境,本研究采用亚慢性镉暴露方法,并选择低浓度(0.5mg/L)作为镉处理浓度。将河南华溪蟹随机分为两组:对照组和实验组(0.5mg/L),处理30天后取其肝胰腺进行如下实验。(1)河南华溪蟹肝胰腺microRNA(miRNA)序列测定:对其进行RNA的提取、cDNA文库的构建、原始序列的获取、序列数据的筛选以及miRNA的分析。结果表明:在实验组和对照组的两个文库中分别获得了13543113和11437298条原始序列,其中高质量序列分别为10387853和9687351条。通过与miRbase数据库比对发现,一共有656个miRNA在对照组和实验组这两个文库中获得,其中已知的一共得到465个,而新发现的有191个。在已知的miRNA中,河南华溪蟹与中华绒螯蟹、三疣梭子蟹和拟穴青蟹一共有24条相同序列。(2)河南华溪蟹肝胰腺对照组与实验组差异表达miRNA的鉴定以及荧光实时定量PCR验证:本研究对河南华溪蟹实验组和对照组肝胰腺组织中发生差异表达的miRNA进行了筛选。为了进一步确认测序结果的正确性,通过荧光实时定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)对其获得的结果进行了验证。结果表明:在实验组和对照组两组之间一共有51个miRNA发生差异表达。然后随机选取了8个miRNA进行qRT-PCR验证,其中7个miRNA的定量分析结果与深度测序结果完全一致。(3)河南华溪蟹镉暴露组的肝胰腺组织中差异表达的miRNA分子的生物信息学功能预测:对前期筛选出来的51个发生差异表达的miRNA进行生物信息学功能预测。结果表明:河南华溪蟹肝胰腺镉暴露组的51个发生差异表达的miRNA一共有5258个靶基因。基因功能注释(Geno Ontology,GO)分析结果显示,这些靶基因一共与386个功能类有关,其中17个具有显著性差异。这17个功能主要与氧化还原酶的活性有关。代谢途径分析结果显示与185条代谢信号通路相关,其中18条代谢信号通路差异显著,如mRNA稳定性、N聚糖生物合成和细胞内吞作用。通过实验研究得出以下结论:(1)对照组和镉处理组的miRNA测序共检测到656个miRNA,其中包括465个已知的miRNA和191个新发现的miRNA。(2)对照组与镉处理组之间有51个miRNA发生了差异表达。qRT-PCR验证结果显示测序结果正确性和可依赖度都较高。(3)GO基因功能分析结果显示,靶向基因多与氧化还原酶的活性调控相关。KEGG代谢通路分析结果显示,靶向基因多与蛋白的生物合成、降解以及修饰相关。上述研究有助于探究镉对河南华溪蟹肝胰腺毒性作用的分子机制,并且为探究镉对水生生物的毒性效应和水产品的食品安全的毒性危害提供基础数据。