近日，中国水产科学研究院黄海水产研究所蒋增杰研究员领衔的研究团队与挪威海洋研究所合作，在重要经济贝类菲律宾蛤仔的海洋酸化适应机制与碳汇功能研究领域取得新进展，相关成果发表于Cell子刊iScience和Aquaculture上，并获授权国家发明专利1项。研究不仅揭示了菲律宾蛤仔应对海洋酸化的保守性细胞内酸碱调节机制，还精准量化了其在典型养殖系统中的碳汇潜力，为海洋钙化生物酸化适应性机制和碳汇渔业发展提供了全新的分子生理视角。

研究依托团队自主研发的封闭式贝类养殖碳汇功能研究实验系统，实现了滤食性贝类生理代谢碳流向的实时追踪，为贝类酸化适应和碳汇功能的系统研究提供了硬件支撑。在此基础上，研究团队以菲律宾蛤仔为研究对象，搭建原位酸化模拟实验系统，结合非损伤微测和分子生物学技术手段，系统解析了菲律宾蛤仔细胞内酸碱稳态的调控机制及能量代价，同时基于动态能量收支理论构建个体生长模型，动态评估了菲律宾蛤仔的碳储存潜力。

在酸化适应机制方面，研究团队发现，菲律宾蛤仔在海洋酸化胁迫下，可通过细胞质碳酸酐酶介导的H⁺外排维持细胞内pH 稳定，这一过程由细胞质碳酸酐酶、可溶性腺苷酸环化酶和Na⁺/K⁺-ATPase构成的协同调控网络驱动。同时，该细胞保护机制需要付出高昂的能量代价，为维持外壳生长这一核心生理过程，菲律宾蛤仔会主动将能量优先分配至钙化过程，进而显著抑制软组织生长。在碳汇功能量化方面，研究团队模拟并验证了菲律宾蛤仔在整个生长周期内碳库的动态变化，将碳库变化特征的“时间尺度”由季节、月尺度提升到了日、小时尺度。该研究将细胞层面的酸化调控机制、个体层面的能量分配策略与生态系统层面的碳汇功能有机结合，既为准确评估海洋酸化对海洋生物的影响提供了重要理论支撑，也阐明了滤食性贝类在海洋碳循环中的重要作用。研究成果不仅为重要经济贝类酸化抗性品种选育、养殖环境调控提供了科学依据，也为我国碳汇渔业发展奠定了基础。

黄海所姜娓娓副研究员为论文的第一作者，蒋增杰研究员为通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、中国水产科学研究院创新团队、国家贝类产业技术体系和中挪国际合作EAG项目等多个项目的联合资助。

全文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004226009491

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0044848625011792

专利号：ZL202410899583.X

多通道溶氧仪现场监测菲律宾蛤仔的代谢生理指标

基于原位酸化模拟实验系统、非损伤微测和分子生物学等技术手段，揭示菲律宾蛤仔应对海洋酸化的调控机制

菲律宾蛤仔生长周期内移出碳（A）、生物沉积碳（B）、钙化释放碳（C）、呼吸释放碳（D）以及净碳汇量（E）的动态变化