马氏珠母贝组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及功能分析

【目的】分析组蛋白乙酰化修饰相关基因的分子进化及其在马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)植核后的表达变化,明确组蛋白乙酰化修饰在植核免疫中的作用,为合理控制植核免疫反应提供理论依据。【方法】通过生物信息学分析方法对马氏珠母贝、长牡蛎、斑马鱼及人类等9个物种的组蛋白乙酰转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)进行全基因组鉴定,并分析其分子进化历程,同时通过已有的转录组数据分析马氏珠母贝HAT和HDAC基因在植核后的表达变化,采用组蛋白H3/H4总乙酰化定量分析试剂盒检测马氏珠母贝植核后血细胞组蛋白H3/H4乙酰化水平。【结果】HAT和HDAC基因家族在9个物种基因组中的数目差异不明显,其原始共同祖先(MRCA)共包含8个HAT基因家族的9个基因及19个HDAC基因家族的22个基因。马氏珠母贝基因组含有2个HAT家族(GNAT和MYST)的8个基因(2个GNAT类基因,6个MYST类基因);HAT基因家族成员中含有18个保守氨基酸序列,且所有MYST类基因均含有MOZ_SAS结构域,GNAT类基因则含有Hat1_N或Acetyltransf_1结构域,即具有较高的保守性。马氏珠母贝基因组含有13个HDAC家族的18个基因,包含3个I类、3个II类、10个Ⅲ类和2个IV类。其中,HDACⅢ类基因家族包含3个保守氨基酸序列,HDAC I/II/IV类基因家族包含21个保守氨基酸序列,但分布位置和序列组成差异明显,说明该家族成员结构具有多样性。马氏珠母贝、长牡蛎和人类中HDACⅢ类基因均包含1~2个SIR2结构域,HDAC I/II/IV类基因包含1个或多个Hist-deacety1结构域。在马氏珠母贝血细胞转录组中可检测到所有的HDAC和HAT基因,HDAC基因在植核后的表达呈动态变化,而多数HAT基因表达未发生变化;植核后6、12和24 h马氏珠母贝血细胞组蛋白H3和H4的乙酰化修饰水平显著上升(P<0.05),至植核后48 h组蛋白H3仍保持较高乙酰化水平,而组蛋白H4乙酰化水平恢复正常。【结论】组蛋白乙酰化修饰相关基因的基因组拷贝数、结构域组成及保守氨基酸序列等在不同物种间具有保守性,且组蛋白乙酰化修饰参与调控马氏珠母贝的植核免疫。

马氏珠母贝CD-MPR基因序列特征及其在耐低温品系的选择分析

【目的】明确马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)阳离子依赖性甘露糖-6-磷酸受体(CD-MPR)基因(PmCD-MPR)多态性与其低温耐受能力的相关性,为马氏珠母贝耐低温品系的选育提供理论依据。【方法】采用RACE克隆PmCD-MPR基因序列全长,并运用实时荧光定量PCR检测PmCD-MPR基因在马氏珠母贝各组织及低温胁迫下的表达模式;基于马氏珠母贝耐低温选育系(R群体)和北部湾野生群体(W群体)的全基因组重测序数据筛选出PmCD-MPR基因外显子区的SNP位点,并通过遗传多态性分析、单倍型分析及频率计算获取与马氏珠母贝低温胁迫过程相关的SNP位点。【结果】PmCD-MPR基因序列全长902 bp,其开放阅读框(ORF)为792 bp,共编码263个氨基酸残基;PmCD-MPR基因编码蛋白分子量为30.22 kD,理论等电点(pI)为5.79,属于亲水性蛋白,在第18~263位氨基酸处含有1个典型的甘露糖-6-磷酸受体(Man-6-P_recep)结构域。CD-MPR氨基酸序列在N端的相似性较低,在C端的相似性较高;基于CD-MPR氨基酸相似性构建的系统发育进化树显示,马氏珠母贝与长牡蛎、加利福尼亚海兔等软体动物聚为一支,与经典的动物学分类相吻合。PmCD-MPR基因在马氏珠母贝肝胰腺的相对表达量最高,显著高于在性腺、闭壳肌和外套膜中的相对表达量(P<0.05,下同);低温胁迫组马氏珠母贝鳃组织中的PmCD-MPR基因相对表达量随着胁迫时间的延长整体上呈先上升后下降的变化趋势。从PmCD-MPR基因外显子区筛选获得34个SNPs位点,且这34个SNPs位点构成5个单倍块和15种单倍型,其中GCC、TG、CCCTCT等3种单倍型在R群体中的分布频率显著高于W群体,即与马氏珠母贝耐低温性状显著相关。【结论】PmCD-MPR基因参与马氏珠母贝的低温响应过程,与耐低温性状显著相关的基因型及单倍型可作为马氏珠母贝耐低温品系辅助育种的候选分子标记。

4种壳色合浦珠母贝贝壳棱柱层和珍珠质层7种金属元素质量分数的比较分析

利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)对合浦珠母贝(Pinctada fucata)黑、金、红、白F5代选育群体贝壳棱柱层和珍珠质层的7种金属元素质量分数进行比较分析。结果显示,合浦珠母贝贝壳棱柱层中铁(Fe)、钾(K)、镁(Mg)和锰(Mn)的质量分数明显高于珍珠质层,而钠(Na)、Sr(锶)和锌(Zn)的质量分数则低于珍珠质层。4种壳色棱柱层和珍珠质层中的金属元素质量分数均存在差异:Mg、Sr、K、Zn在黑壳合浦珠母贝棱柱层中质量分数最低,Mn、Fe在金壳棱柱层中最低,而Na却在红壳棱柱层中最低;单因素方差分析显示,Fe、Mg、Zn可能分别会影响合浦珠母贝红壳、金壳、白壳的形成。白壳贝珍珠质层的6种金属元素(Mg除外)质量分数都最少,更有可能培育出优质珍珠。

养殖密度、水层和养殖地点对马氏珠母贝选育群体生长存活的影响

用通过壳高定向选择培育的第三代马氏珠母贝Pinctada martensii为实验材料,研究不同的养殖密度、养殖水层和地点对生长和存活的影响。实验结果表明,在一定试验范围内养殖密度对体重增长有显著影响(p<0.05),高密度组(200只/笼)的生长较低密度组慢,密度与水层对生长无明显的交互作用。水层对生长的影响不显著(p>0.05),但对存活率的影响明显,2m水深的存活率较高,且水层与养殖密度间有交互作用。不同地点的贝的生长无显著性差异(p>0.05)。该研究结果将为珍珠贝优良品种(系)养殖技术的优化和品种推广体系的建立提供指导。

合浦珠母贝4种壳色选育系主要性状的比较分析

为评估合浦珠母贝(Pinctada fucata)白壳、黑壳、红壳和金壳色选育系F6代的育种性能,对养殖达18个月龄4种壳色合浦珠母贝的形态、质量、闭壳肌拉力和抗才女虫寄生病等12个性状指标进行了方差分析和多重比较。结果显示,4种壳色选育系间壳高、绞合线长、壳宽、体质量、壳质量、软体部质量、闭壳肌质量、闭壳肌拉力、右壳感染率和贝壳感染率均存在显著差异(P<0.05)。综合相关分析表明,白壳色选育系可作为壳高和低才女虫感染率同时选育的最优育种群体,金壳色选育系可作为壳宽、体质量和闭壳肌拉力复合选育的最优育种群体。该研究结果为开展合浦珠母贝多性状复合选择育种工作提供了科学根据。

合浦珠母贝二倍体、三倍体和非整倍体群体的基因杂合度与生长比较

采用淀粉凝胶电泳方法对合浦珠母贝Pinctadamartensi(D.)雌性三倍体与雄性二倍体交配,细胞松弛素B抑制其受精卵第一极体释放产生的二倍体、三倍体及非整倍体3个群体进行了同工酶研究。二倍体、三倍体及非整倍体群体在6个多态位点的平均基因杂合度分别为0.255±0.087,0.286±0.097,0.275±0.089,三倍体的杂合度高出二倍体约12%,表明多倍体诱导能增加诱导群体的杂合度。但在单个位点上,三倍体的杂合度不一定高于二倍体;在各自群体内,平均杂合位点数与生长间无明显的相关性,单个位点上的杂合子也未完全表现出其生长大于纯合子,且差异不明显(p>0.05)。因此,合浦珠母贝三倍体的快速生长难以完全用杂合度增高假说解释,只能说明诱导处理能使三倍体的杂合度增高,而能量再分配和"巨型性"可能对其快速生长起着不可忽视的作用。非整倍体群体的杂合度高于二倍体群体,但其生长却小于二倍体,其原因可能是染色体的增减对机体的生长有一定的影响。

合浦珠母贝两个野生种群的生化遗传变异

用聚丙烯酰胺梯度凝胶垂直平板电泳技术测定了大亚湾和北部湾合浦珠母贝Pinctadamartensi野生种群12种同工酶26个基因座位的遗传变异。结果表明,两个种群的平均杂合度分别为0.1243±0.0377和0.0999±0.0441,与已报道的珠母贝属的其他种很接近。两个种群的杂合子缺失系数分别为-0.278和-0.346;遗传相似度(I)和遗传距离(D)分别为0.9842和0.0159;基因分化系数GST为0.0253,表明2个种群之间有较强的基因流。

马氏珠母贝选系F_2早期选择反应和现实遗传力估计

对马氏珠母贝基础群体进行持续选择建立选系F2,比较了选系F2与对照群体早期生长差别,并估计了选择反应和现实遗传力。结果表明,在第8、14、21和35天,选系F2的平均壳长显著大于对照群体(P<0.05)。在第8、14、21和35天,选择反应和现实遗传力变化范围分别为0.63～0.89和0.36～0.51。本研究表明利用群体选择可以明显改良马氏珠母贝养殖群体的生长性状。

马氏珠母贝壳长生长模型研究

以Cp统计量作为确定马氏珠母贝壳长最优生长模型的准则,通过Levenberg-Marquardt迭代法求出模型中各生长参数,用Brody、von Bertalanffy、Gompertz、Logistic和Richards 5个生长模型对马氏珠母贝壳长的生长进行了拟合。结果表明,在马氏珠母贝生长的第一年中,壳长生长过程遵循Brody生长模型,其壳长生长极限值为56.572 mm(43.807～69.337,95%置信区间)。

马氏珠母贝黄壳色选系F1和养殖群体形态性状比较

马氏珠母贝（Pinctada martensii）是我国南方养殖的一种重要经济贝类，长期以来一直是我国主要的海水育珠的主要贝类，用马氏珠母贝育珠是广东、广西和海南沿海部分地区经济发展的支柱性产业。近年来，我国海水珍珠的质量出现明显滑坡，严重地削弱了在国际市场上的竞争力。为提高海水珍珠质量和在国际市场上的竞争力，国内科技工作者已经进行了大量的研究工作，这些工作主要包括对马氏珠母贝养殖群体性状的改良、育珠技术的优化和海水珍珠形成机理的研究。

马氏珠母贝及海水珍珠的研究进展

马氏珠母贝是我国南方沿海地区人工培育海水珍珠的最常用贝类,目前已在养殖生态、生理生化及分子生物学方面对其进行了广泛的研究。文章综述了我国马氏珠母贝的育种、人工育苗、养殖容量、术前处理、药用和食用价值开发,及其所育海水珍珠的成分分析、育珠技术、价值开发等方面的研究进展,分析了当前海水珍珠产业发展概况,最后指出今后关注和研究的主要方向,以加深对马氏珠母贝及海水珍珠产业的整体认识。

北海营盘新马氏珠母贝养殖区养殖容量的研究

【目的】调查了解北海营盘新马氏珠母贝养殖区养殖容量,为养殖规划提供理论依据。【方法】通过对海区叶绿素a、初级生产力、生态效率、浮游植物有机碳含量、马氏珠母贝有机碳含量、滤水效率及其含壳重与鲜组织重比值等的调查和检测,应用营养动态模型和沿岸能流模型计算贝类生产量,扣除野生滤食性动物现存量后计算贝类养殖容量,并通过食物限制性指标法进行检验。【结果】北海营盘新马氏珠母贝养殖区的百亩马氏珠母贝养殖容量(含壳重)为16.41t,即马氏珠母贝总养殖容量为2.5×108个,且两种模型估算结果一致;对模型结果进行食物限制性指标分析,发现两种模型估算所得的养殖容量不会对生态系统构成显著压力。马氏珠母贝适宜放养密度为:壳高2～3cm的小贝放养密度为3.00×105～4.50×105个/ha,壳高3～5cm的中贝放养密度为1.50×105～2.25×105个/ha,壳高5cm以上的大贝放养密度为1.20×105～1.50×105个/ha,植核育珠贝放养密度为1.05×105～1.20×105个/ha。【结论】进行北海营盘新马氏珠母贝养殖区养殖规划时可以16.41t/百亩作为规划依据。

9个马氏珠母贝家系的中期生长性状评估

2008年3月以2006年构建的4个家系F1为亲本,采用不完全双列杂交法,成功构建了9个马氏珠母贝(Pinctada facata)家系,在相同养殖条件下对其壳高、壳长、壳宽和体质量进行了周年测量,对不同遗传背景的家系和不同时期4个生长性状的生长速率进行了比较分析。结果显示,不同家系间及不同生长时期在各性状上存在显著差异(P<0.05)。9个家系的壳高生长速率顺序为F11>F4>F9>F3>F6>F12>F2>F7>F5,壳长生长速率顺序为F11>F4>F3>F9>F12>F2>F6>F7>F5,壳宽生长速率顺序为F6>F11>F3>F9>F4>F12>F2>F5>F7,体质量生长速率顺序为F11>F12>F9>F3>F7>F2>F4>F5>F6。F11、F4和F9家系壳高生长较快,F11家系壳长生长较快,F11、F3和F9家系壳宽生长较快,F11、F12和F9家系体质量生长较快,彼此间差异显著(P<0.05)。在不同的生长时期各生长指标差异显著性有所不同,10月～12月以壳高、壳长和壳宽增长较为显著,3月～5月以体质量增长较为显著;慢速生长期各生长性状指标增长速率差异均不显著,而快速增长时期各生长性状增长速率均存在显著性差异。筛选出生长性状最优的家系F11,为通过家系选择培育优良品种提供了遗传素材,同时为家系育种策略的制定提供了指导。

合浦珠母贝3个养殖群体双列杂交F1代的生长和遗传分析

为开展合浦珠母贝（Pinctada fucata）遗传改良和培育优质新品种,作者利用合浦珠母贝北海养殖群体（B）、徐闻养殖群体（X）和三亚养殖群体（S）进行双列杂交,获得3个种群内自繁群体及6个种群间杂交群体。对8月龄F1代的壳长、壳高、壳宽和体质量4个生长性状进行了测定,计算了各组合的一般配合力、特殊配合力及杂种优势。结果表明,杂交组合的各性状值普遍高于自繁群体,其中S（♀）×B（♂）和S（♀）×X（♂）杂交组合的各性状值极显著高于其他组合。三亚群体各性状的一般配合力最大,S（♀）×X（♂）组合各性状特殊配合力最大,其次是S（♀）×B（♂）组合。杂交子一代4个生长指标均表现出一定程度的杂种优势（0.24%~52.62%）。不同杂交组合间和不同性状间的杂种优势存在差异,其中,S（♀）×B（♂）杂交组合杂种优势明显,其反交组合B（♀）×S（♂）杂交优势程度不高,且在壳宽上表现出较低的杂种优势率（0.24%）;S（♀）×X（♂）杂交组合杂种优势率比反交组合X（♀）×S（♂）高。体质量的平均杂种优势率均高于其他3个性状。该研究的结果表明杂交群体性状的改进为进一步选育奠定了基础。

细胞小片形状对合浦珠母贝插核休养期死亡率和脱核率的影响

为降低合浦珠母贝插核休养期的死亡率和脱核率,在广东徐闻设计24组对比试验,比较了使用圆形细胞小片插核和方形细胞小片插核的合浦珠母贝休养期的死亡率和脱核率。结果发现,使用圆形细胞小片插核时,合浦珠母贝的死亡率均值为24.2%,比使用方形细胞小片时低2.6%;脱核率均值为24.9%,比使用方形细胞小片时低4.8%(P<0.01)。表明使用圆形细胞小片插核,合浦珠母贝休养期的死亡率和脱核率明显低于使用方形细胞小片,该插核方法的改进有助于提高合浦珠母贝休养期的成活率和留核率。

湛江北部湾马氏珠母贝红壳色选育系生长模型研究

为检验不同模型对马氏珠母贝红壳色选育系的生长发育拟合效果,分别采用von Bertalanffy、Gompertz、Logistic和Brody 4种非线性生长模型对红壳色选育系壳长、壳宽、壳高等形态性状和重量性状的生长发育进行拟合,通过Levenberg-Marquardt迭代法求出模型中各生长参数,结合各参数的最优值,得出拟合效果最佳的生长模型。结果表明,在马氏珠母贝红壳色选育系的第一年半生长过程中,Brody模型为壳长、壳宽与壳高的最优生长模型,von Bertalanffy模型为体重的最优生长模型,分别有效地拟合了马氏珠母贝红壳色选育系早期生长发育的累积生长曲线。

日本珍珠贝人工繁殖苗在热带海区的养殖生长观察

日本珍珠贝引进海南陵水热带海区养殖，人工繁殖幼贝苗1．5～2．0mm下海养殖。经1年的养殖生长观察，结果为：平均壳长59．2mm、壳高59．7mm、壳宽20．7mm，平均个体重34．8g；养殖90d，生长速度较快，壳长平均增长值为11．9mm，相对增长率为55．4％；壳高平均增长值11．2mm，相对增长率61．2％；壳宽平均增长值5．9mm，相对增长率为190．3％。壳长、壳高和体重增长之间具有非常显著的相关关系。研究表明，该贝在海南热带海区养殖的生长速度快，是适宜引进的养殖对象。

XLP涂料对合浦珠母贝成活率、生长及附着生物量的影响

研究了XLP防污涂料对合浦珠母贝Pinctada fucata成活率、生长及附着生物量的影响。经XLP防污涂料处理后的贝，其附着生物量明显低于对照组；经防污涂料处理后的养殖网笼具，其附着生物量也明显低于对照组；贝和养殖网笼具同时用XLP防污涂料处理时，防生物附着的效果最好。经XLP防污涂料处理后，处理前期（30～60d）合浦珠母贝养殖成活率与对照组的成活率接近，或者略低于对照组；养殖120d后试验组成活率则高于对照组。使用XLP防污涂料处理后养殖120d，合浦珠母贝的个体大小及体重高于对照组。试验结果表明，使用XLP防污涂料能有效防御污损生物附着，有利于合浦珠母贝的养殖。

合浦珠母贝三亚养殖群体生长性状的相关与通径分析

随机测定200个2龄合浦珠母贝三亚养殖群体的壳长(X1)、壳高(X2)、壳宽(X3)、顶点-腹缘长(X4)、韧带槽长(X5)、韧带槽宽(X6)和体重(Y)7个性状指标,计算性状间的相关系数。采用通径分析方法计算以形态性状为自变量对体重作依变量的通径系数、决定系数及相关指数,进行各形态性状对体重影响大小的剖分。结果表明,合浦珠母贝除韧带槽宽外,其他性状之间的相关关系都达到极显著水平(P<0.01),体重与壳长的相关系数最大(0.9228)。壳长对体重的直接影响最大(0.5083),是影响体重的主要因素;壳宽与体重、壳高与体重的相关程度很大,但对体重的直接影响均较小,两者主要通过壳长间接影响体重,壳宽、壳高是影响体重的次要因素。决定系数分析结果与通径分析结果有一致的变化趋势。所选贝壳性状与体重的复相关指数为R2=0.8977;多元回归分析建立了壳长、壳高、壳宽估计体重的回归方程为:Y=0.6873X1+0.3182X2+0.9379X3-43.2267。本研究结果为合浦珠母贝育种过程中测量性状的选择提供了理论依据。

合浦珠母贝四倍体诱导过程中非整倍体的产生

合浦珠母贝Pinctadamartensii (Dunker)三倍体的卵与二倍体的精子授精 ,以细胞松弛素B(CB)抑制第一极体释放诱导四倍体 ,得到胚胎期非整倍体占 (88.1 8± 6 .79) % ,1龄贝中非整倍体约占 2 8.70 %。成贝非整倍体染色体数目有 2 9,3 0 ,40 ,41 ,43条 5种类型。非整倍体作为一个群体其壳长和体重与二倍体无明显差异 (p >0 .1 0 ) ,但与三倍体有显著差异 (p<0 .0 1 ) ;二倍性水平的非整倍体的壳长和体重明显小于二倍体 (p <0 .0 1 ) ,而三倍性水平的非整倍体与二倍体无明显差异 (p >0 .1 0 )。研究结果表明 ,合浦珠母贝能耐受约单倍体染色体数目 7%— 1 4%的增加或减少 ,且表明合浦珠母贝非整倍体在一定条件下是可以存活的。