甲壳动物蜕皮相关基因的研究进展

世界上甲壳动物的种类多达约2.6万种,其中虾、蟹等甲壳动物营养丰富,味道鲜美,具有很高的经济价值。甲壳动物通过退去旧的外骨骼,长出新的外骨骼来完成自身的生长。甲壳动物的蜕皮由神经、内分泌系统间的协调作用[1],及外源因子的干扰作用等共同决定蜕皮周期的长短,影响生长发育。

盐度对不同蜕皮时期罗氏沼虾生理生化及蜕皮相关基因表达的影响

【目的】分析盐度对不同蜕皮时期罗氏沼虾蜕皮生理生化指标、能量代谢酶活性及蜕皮相关基因表达的影响,为实际生产中罗氏沼虾培育提供理论参考。【方法】以300尾平均初始湿体质量4.28±0.53 g/尾的健康罗氏沼虾为对象,试验设0.2‰(对照)、3.0‰、6.0‰、9.0‰、12.0‰等5个盐度梯度,记录不同盐度条件下罗氏沼虾的蜕皮周期、每日蜕皮率和蜕皮增重率。按照不同蜕皮时期取肝胰腺、肌肉和鳃丝,使用生化试剂盒测定丙酮酸激酶(PK)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活力,并用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)检测蜕皮抑制激素(MIH)、维甲酸X受体(RXR)、蜕皮激素受体(EcR)、保幼激素酯酶环氧水解酶(JHEH)基因的表达情况。【结果】罗氏沼虾的蜕皮周期随盐度的升高而不断延长,其中6.0‰盐度组蜕皮周期最长,显著高于0.2‰盐度组(P<0.05);蜕皮增重率随盐度的升高总体呈下降趋势,在盐度6.0‰、9.0‰和12.0‰组中的蜕皮增重率显著低于0.2‰盐度组。在5个盐度条件下,肝胰腺、鳃丝的PK和SDH的活力均在蜕皮后期B有最大值,随着蜕皮后时间的延长,到蜕皮前期D时,其活力呈现下降的趋势,表明肝胰腺、鳃丝组织在蜕皮后期时能量代谢酶活力达到最高水平。在4个蜕皮阶段下,随着盐度的升高,肝胰腺和鳃丝的PK和SDH活力总体呈先上升后下降的趋势。低盐度的刺激导致罗氏沼虾肌肉的PK和SDH活力升高,而在12.0‰盐度组活力下降。MIH基因在各盐度组的相对表达量均随蜕壳时间的延长而明显下降,在0.2‰和3.0‰盐度组蜕皮后期A与蜕皮后期B的相对表达量显著高于蜕皮间期C。RXR基因在蜕皮间期C的相对表达量最高,其他蜕皮时期均极显著低于0.2‰盐度组(P<0.001)。与蜕皮间期C相比,各盐度组JHEH基因均在蜕皮前期D的相对表达量最高,而在3.0‰、6.0‰和12.0‰盐度组时,鳃丝EcR基因的相对表达量在蜕皮前期D极显著高于蜕皮间期C(P<0.001)。【结论】低盐度对罗氏沼虾的生长蜕皮有较大影响,不仅导致蜕皮增重率下降,蜕皮周期变长,对生产实践产生负面影响,还可使罗氏沼虾肌肉和肝胰腺的PK和SDH活力升高,从而促使肝胰腺和肌肉中的糖酵解速率加快,三羧酸循环作用加强,但在高盐度(12.0‰)条件下受到抑制。盐度胁迫下,MIH基因上调表达、EcR基因下调表达会引发蜕皮前期D时间延迟,蜕皮困难,致使JHEH和RXR基因表达下调,是导致罗氏沼虾生长缓慢的主要原因。罗氏沼虾养殖适宜的水体盐度为0.2‰~3.0‰。

甲壳类生长相关基因研究进展

甲壳类动物是需要蜕皮才能生长的一类特殊生物,因而其生长相关基因及其调控机制具有一定的特殊性,这些基因主要涉及到蜕皮相关基因和肌肉生长相关基因。蜕皮相关基因主要有蜕皮抑制激素(MIH)基因、高血糖激素(CHH)基因、蜕皮激素受体(EcR)基因、维甲酸-X-受体(RXR)基因和E75基因等;肌肉生长相关基因主要有肌动蛋白(actin)基因、肌肉生长抑制激素(MSTN/GDF11)基因和p38基因等。本文对这些基因的功能及其调控机制的最新研究进展进行了综述,并提出了未来有待加强的几个研究方向,以期为展开甲壳类生长相关基因更深入的研究提供指导帮助。