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镉（Cd）是洞庭湖流域水生态系统中主要的金属污染物之一,不仅严重影响鱼类的生存,而且可通过食物链危害人类健康。研究表明:钙（Ca）与镉在鱼体组织内的富集具有显著的拮抗作用,其机制有二,一种是镉与钙离子半径相似,在鳃上皮泌氯细胞上,Cd可通过与Ca竞争高亲和力Ca结合位点,从而抑制鳃对Ca的吸收;另一种推测是Cd通过竞争泌氯细胞基底部的钙泵、Ca2+-ATPase活性,抑制Ca离子进入鳃细胞内,但其详细机制还有待进一步解析。为此,本研究以草鱼为实验对象,研究对照组(0.003 mg/l Cd2++1.5 mg/l Ca2+)、低钙组(0.003 mg/l Cd2++2.5 mg/l Ca2+)、中钙组(0.003 mg/l Cd2++3.0 mg/l Ca2+)和高钙组(0.003 mg/l Cd2++3.5 mg/l Ca2+)条件下,草鱼不同组织的生理生化及其鳃转录组特征,从而进一步丰富和解析钙与镉的拮抗作用机制。主要研究结果如下:（1）添加钙对草鱼生长生存没有显著影响（p>0.05）。实验组草鱼不同组织中镉富集量顺序均为:肠>肾>鳃>肝,钙富集量均以鳃中最高。添加钙对草鱼组织镉富集具有显著影响（p<0.05）,鳃、肾脏、肠和肝脏中镉富集量均随着水中钙浓度的增加而显著降低。结果表明:添加钙对草鱼组织镉富集具有显著地抑制作用。（2）草鱼血浆中Na+浓度随着Ca浓度的增加而降低（p<0.05）。高钙组肌肉SOD活性、CAT活性和MDA含量均显著高于其他组。MDA含量过高影响了肌肉中活性氧产生和清除间的动态平衡,而SOD、CAT活性的增加则说明添加钙提高了草鱼对镉毒性的应激作用。实验组草鱼鳃Ca2+-ATP酶活性显著高于对照组。结果表明,添加Ca可以提高Ca2+-ATP酶的活性,增强了Ca拮抗Cd的竞争力,从而减少Cd对鳃上皮细胞的损害。（3）对照组与高钙组之间差异表达基因最高,共253个,其中上调基因73个,下调基因180个,而低钙组与中钙组之间差异表达基因最低,共34个,上调基因15个,下调基因19个。GO富集分析发现,对照组与高钙组钙相关差异表达基因最多（83个）,其次是对照组与低钙组（44个）,而其他组之间很少。差异表达基因主要包括钙通道活性、钙离子跨膜转运、钙离子螯合调节、胞浆钙离子浓度的调节等。结果表明:钙对草鱼组织镉富集的拮抗作用可能是与鳃内钙通道相关基因的差异表达有关。