全球变暖带来的极端高温事件正持续威胁着变温动物的生存。龟类作为典型变温脊椎动物，其生存与繁殖高度依赖环境温度，但不同物种耐热能力差异巨大，例如我国珍稀物种平胸龟（Platysternon megacephalum）在温度超过30℃时极易死亡，而外来种红耳龟（Trachemys scripta elegans）却能耐受35℃以上高温。这种巨大温度适应性差异背后的分子机制长期以来并不明确，限制了气候变暖背景下对淡水龟类温度适应潜力的评估，相关保护对策缺乏科学依据。
为此，暨南大学龚世平教授团队联合广东省科学院动物研究所科研人员，对32℃高温胁迫下平胸龟和红耳龟的8个主要器官进行了系统性的比较转录组学研究。该研究发现：平胸龟表现出强烈的“全器官应激反应”：能量与脂质代谢基因广泛下调，体现“代谢抑制”策略，但也导致细胞功能受限；多个器官中内质网应激通路被激活，分子伴侣（HSP40、HSP70、BiP）和凋亡相关基因（如CHOP）高表达；尤其值得注意的是，细胞增殖调控基因JARID2在所有器官中均上调，可能进一步抑制修复能力，加剧热损伤。相反，红耳龟响应非常“克制”：差异基因数量少，器官间变化差异小。其耐热策略体现为“开源节流”：大脑中核糖体基因上调，增强蛋白质修复能力；肠道则下调细胞周期基因，将能量集中于应激响应；JARID2普遍下调，可能释放细胞增殖潜能，促进组织修复（图1）。
研究还通过蛋白互作分析识别出7个内质网应激通路中的“枢纽基因（Hsp40、p97、BiP、DSK2等）”，它们在平胸龟中普遍上调，很可能通过诱发凋亡而限制其耐热性（图2，3）。该研究首次发现“内质网蛋白加工–细胞凋亡轴”在龟类热适应中的核心作用，为理解爬行动物对气候变化的响应机制提供了新视角。
该研究成果于2025年07月17日以“Comparative Analysis of Heat Exposure-Induced Molecular Changes in Two Turtle Species with Contrasting Thermal Adaptations”为题在线发表于国际期刊《Integrative Zoology》（中科院一区，TOP）。暨南大学洪建博士研究生、广东省科学院动物研究所高养春副研究员为论文共同第一作者，暨南大学龚世平教授为通讯作者。研究得到国家重点研发计划（2016YFC1201100）、国家自然科学基金（31471966、32270542）等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/1749-4877.13011
图1.平胸龟和红耳龟在高温下各组织器官的差异表达基因
图2.内质网中的蛋白质加工通路在平胸龟脑（A）、心脏（B）、肺（C）和肌肉（D）中富集情况
图3.Hub基因的鉴定及其差异表达分析