紫贻贝和厚壳贻贝杂交及F1代杂交优势初探

2005-2007年对紫贻贝(Mytilus gallo provincialis)和厚壳贻贝(Mytilus coruscus)种间进行了杂交生产性试验,通过亲贝强化培育、确认雌雄亲贝、改革育苗水体交换方法、投喂混合单细胞藻类、流水培养附着稚贝等技术,获得F1代.结果表明,正交F1代幼虫的成活率明显高于反交F1代和厚壳贻贝,在幼虫培育前期与紫贻贝的成活率相当,但随着幼虫的发育有高于紫贻贝的趋势.正交F1代幼虫的壳长和壳高在培育阶段的前期生长与紫贻贝相当,低于厚壳贻贝,高于反交F1代;但后期的生长明显增快,并高于反交F1代和其他两种贻贝.各试验组贻贝海区养殖的成活率在90%以上,正交F1代最高,显著高于反交F1代.各试验组生长特性,正交F1代紫贻贝厚壳贻贝反交F1代.其中正交F1代获附着稚贝3.77×109 ind.正交F1除在孵化率上低于紫贻贝、厚壳贻贝外,在壳长、壳高、成活率等方面指标具有一定杂交优势,而反交F1代的杂交优势不明显.     

厚壳贻贝人工繁殖技术的研究

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)是我国贻贝的主要养殖品种,其苗种主要依靠天然苗种和半人工采苗获得。2006年浙江海洋学院于嵊泗县石柱育苗厂,首次突破了厚壳贻贝规模化全人工繁殖和稚贝海区中间培育技术。研究结果表明,厚壳贻贝亲贝通过室内强化培养,经人工催产可获得成熟受精卵,受精率可达95%。在水温16℃时,受精卵在受精后25min出现第一极体,受精后39h50min发育至直线绞合幼虫期,胚胎孵化率达92%,在水温15.8～21℃的条件下,经39d室内人工培育,获平均壳长0.694mm的附着稚贝1304.7×104ind;附着稚贝经102d海区中间培育,获平均壳长13.95mm的稚贝404.46×104ind,海区保苗成活率达31%。该研究结果为今后厚壳贻贝大规模苗种生产奠定了重要理论和技术基础。     

杂交贻贝同工酶表达的初步分析

运用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对2种贻贝(厚壳贻贝、紫贻贝)稚贝及通过人工培育所得的二者的杂交后代稚贝同工酶表达状况进行分析.结果显示,所检测5种酶(SOD、MDH、ME、ATP、ADH)在上述3种贻贝中的表达极为相似,MDH在3种贻贝中除r迁移率相同的条带外,在紫贻贝中表达出迁移率较小、表达较弱的条带;SOD和ATP仅在厚壳贻贝中表达出比另外2种多1条迁移率最大的条带,ME则表现为紫贻贝少1条中间的条带,ADH在杂交贻贝和紫贻贝中表达完全相同,厚壳贻贝虽也表现为3条酶带,但迁移率明显不同.试验结果说明,厚壳贻贝和紫贻贝具有较近的亲缘关系,其杂交后代与二者均有一定的相似性,这与传统的分类方法所得的结论相一致.     

硅烷化表面海洋细菌对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为探讨厚壳贻贝稚贝对自然微生物膜中海洋细菌的附着行为反应,本论文研究了厚壳贻贝（Mytilus coruscus）稚贝附着与硅烷基化附着基表面、微生物膜密度以及细菌种属系统发育之间的相互关系。研究表明所测海洋细菌均能显著促进厚壳贻贝稚贝的附着;其中Staphylococcus sp. 1和Cobetia sp. 1表现出较低诱导活性,且这两株细菌形成的微生物膜密度与稚贝附着率之间无显著相关性;其他7株海洋细菌均表现出中等程度诱导活性,且所形成的微生物膜密度与稚贝附着率之间呈显著相关性。系统发育分析表明所测海洋细菌对厚壳贻贝稚贝附着的诱导活性与细菌种属无关。因而,硅烷基化表面的海洋附着细菌对厚壳贻贝附着有着显著性促进作用,本研究将为后续开展厚壳贻贝稚贝附着机制奠定了基础。     

中湿度表面的海洋细菌对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为研究自然微生物膜中海洋细菌对厚壳贻贝稚贝附着的影响,通过海洋贝类生物学、分子微生物生态学等手段调查附着基表面湿度、微生物膜的密度以及细菌种属系统发育与厚壳贻贝(Mytilus coruscus)稚贝附着关系。结果表明,所有测试海洋细菌形成微生物膜的最终密度随初始密度的增加而增加。所测海洋细菌均能不同程度地诱导厚壳贻贝稚贝的附着,其中Cobetia sp.3形成的微生物膜显示出最高诱导活性,其诱导的稚贝附着率为(70%±3%);Nautella sp.2、Pseudoalteromonas sp.9、Pseudoalteromonas sp.10、Bacillus sp.5和Pseudoalteromonas sp.11等5株细菌表现中等程度的诱导活性,其诱导的附着率范围为51%~60%。所有测试菌株所形成的微生物膜密度与稚贝附着均呈显著相关,尤其是Pseudoalteromonas sp.9和Cobetia sp.3诱导活性与附着率相关性极强,其相关性系数分别为0.774 1和0.723 3。系统发育分析结果表明,微生物膜密度和厚壳贻贝稚贝的附着率显著相关,然而海洋细菌诱导活性与细菌种属无关。因而,中湿度表面的海洋附着细菌对厚壳贻贝的附着有着明显的促进作用,本研究为后续开展厚壳贻贝稚贝的附着机制提供了理论依据。     

不同来源海洋弧菌微生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为探讨广泛存在于近海环境中海洋弧菌和贝类附着的相互作用关系,实验从自然微生物被膜和厚壳贻贝成体肠道内分离了海洋弧菌,测定其种属及亲缘性,调查了这些不同来源弧菌形成的微生物被膜与厚壳贻贝稚贝附着的调控作用。结果显示,测试弧菌形成的微生物被膜密度随着初始细菌密度的增加呈现不同程度的增加。源于自然微生物被膜和贻贝肠道内的10株弧菌均能显著促进厚壳贻贝稚贝的附着,不同菌株形成微生物被膜的诱导活性存在显著差异,附着率变化范围为17%~67%,其中稚贝在Vibrio sp.17微生物被膜上的附着率为67%±2%。微生物被膜对稚贝附着诱导活性与被膜密度呈显著相关性,其中弧菌V.crassostreae ECSMB14106的相关性系数最高,为0.8992。此外,微生物被膜的诱导活性与弧菌的来源无关。本实验初步探明了海洋弧菌对厚壳贻贝稚贝附着的影响,有助于进一步理解微生物被膜调控厚壳贻贝的附着分子机理。     

菲律宾蛤仔奶牛蛤品系两个世代的杂交与近交效应

为改良菲律宾蛤仔奶牛蛤品系的表型性状,于2010年7月以奶牛品系的全同胞子一代和子二代上选10%的个体作为亲本,采用双列杂交法,建立近交组合(F₂₂、F₃₃)、杂交组合(F₂₃、F₃₂)并设置对照组(C₂₂、C₃₃),研究了两个近交世代的杂交效应及近交效应。结果表明,杂交使得幼虫的生长性状和存活性状得到了部分改良,但稚贝的生长性状尚未得到提高。幼虫表现出微弱的生长优势,中亲生长优势为(0.95±1.23);F₂₃杂种优势为(0.36±0.59),F₃₂杂种优势为(1.56±1.96)。稚贝表现为杂种劣势,中亲生长劣势为(-2.90±3.20);F₂₃稚贝杂种劣势为(-4.60±3.21),F₃₂稚贝杂种劣势为(-0.75±10.13)。幼虫和稚贝均表现为存活优势,中亲存活优势分别为(9.43±4.41)、(8.66±12.25);F₂₃存活优势分别为(0.77±3.60)、(6.70±8.81);F₃₂存活优势分别为(20.93±7.92)、(10.94±16.28)。杂交效应主要受到交配方式的影响,母本效应主要作用于幼虫期。近交使得世代F₂₂、F₃₃的生长性状得到了改良,但两个世代的存活性状均出现了不同程度的近交衰退。世代 F₂₂、F₃₃幼虫期生长性状表现为近交衰退,衰退率分别为(5.17±4.38)、(4.99±2.72);稚贝期生长性状未表现出近交衰退现象,其衰退率分别为(-0.79±13.66)、(-0.93±12.85)。对于存活性状而言,两个世代均出现近交衰退现象,世代F₂₂及F33幼虫和稚贝的近交衰退率分别为(0.16±5.82)、(9.98±10.04),(19.33±11.28)、(13.08±16.17)。表型性状的近交效应主要受到世代效应的影响。通过上选、杂交与近交的有机结合,有效地改良了奶牛蛤品系的表型性状。     

厚壳贻贝与贻贝遗传渐渗的分子生物学鉴定

本文运用ISSR标记对厚壳贻贝与贻贝遗传渐渗进行研究。结果表明,厚壳贻贝与贻贝的特异性标记在杂交贻贝中有所反应,进一步证实了在浙江嵊泗部分厚壳贻贝与贻贝发生了杂交和基因渐渗现象。所采集的杂交群体样本中,65%与厚壳贻贝的遗传距离近,可能是杂交后与厚壳贻贝回交的后代。目前由于过度采捕、环境改变以及引进外来种等影响,应该对厚壳贻贝的种质资源进行保护。     

弧菌生物被膜的动态演替对厚壳贻贝附着的影响

为探讨生物被膜动态演替过程中如何影响海洋无脊椎动物附着,实验选取了对厚壳贻贝附着具有不同诱导活性的弧菌Vibrio cyclitrophicus、V. chagasii和Vibrio sp. 22形成单一生物被膜,观察弧菌动态演替中生物被膜细菌密度、膜厚度和胞外产物等生物学特性变化,探究其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。结果显示,弧菌生物被膜动态演替过程中,被膜细菌随着时间推移出现聚集现象,细菌密度和膜厚度也随着时间变化呈先增多后减少。除了Vibrio sp. 22,V. cyclitrophicus和V. chagasii生物被膜细菌密度和膜厚度与稚贝附着均有不同程度的相关性。所测弧菌生物被膜胞外产物的显微激光共聚焦结果分析发现,胞外多糖随着时间先增多,然后开始下降。相对比而言,胞外蛋白和胞外脂质无显著性变化。因而,胞外多糖变化规律与稚贝在被膜上附着变化相一致,表明胞外多糖是生物被膜动态演替过程中调控厚壳贻贝附着的重要因素。本实验初步探讨了生物被膜动态演替特征及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响,对于后续进一步在海区开展生物被膜的动态演替与海洋底栖动物附着相互关系研究具有重要的学术价值,同时对于人工鱼礁礁体生物附着机理的研究具有重要的实践价值。     

微生物膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为研究微生物膜在厚壳贻贝稚贝附着过程中的作用,通过海洋化学生态学和分子微生物学方法分析了微生物膜形成过程中其干重、附着细菌密度、底栖硅藻密度、叶绿素a含量等随日龄变化情况及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。同时,利用DGGE指纹图谱技术对不同日龄微生物膜中的细菌群落结构多样性进行了分析。结果发现,微生物膜的干重、附着细菌密度及底栖硅藻密度明显随着日龄的增加而增加,在28 d达到最高值,其干重、细菌和硅藻密度分别为0.87 mg/cm2、1.5×107/cm2、1.0×106/cm2,均与日龄显著相关。叶绿素a含量在14 d时达到最大,为2.2μg/cm2,随日龄的增加呈持续下降的趋势,相关性分析表明叶绿素a含量与日龄无直接关系。随着日龄的增加,微生物膜诱导的稚贝附着率逐渐增加,28 d时达到最高值,为76%。相关性分析显示,微生物膜的活性与干重、附着细菌密度及底栖硅藻密度显著相关,其相关性系数分别为0.717、0.711和0.754。然而,微生物膜的附着诱导活性与叶绿素a无直接相关性。细菌群落结构在厚壳贻贝稚贝附着过程中发挥了重要作用。     

厚壳贻贝早期幼虫低温保存的影响研究

探讨低温(4 ℃)条件下的厚壳贻贝早期幼虫保存可能性,同时调查了不同培育密度对低温保存的影响。在正常条件下,继续培育低温保存后的幼虫,并调查其存活率和生长的变化。 结果表明,在低温保存后,早期幼虫存活率较高,超过95%;厚壳贻贝早期幼虫的壳长和壳高出现显著性的增长。不同培育组间,培育密度对厚壳贻贝早期幼虫的存活和生长影响不同,表明密度是幼虫低温保存的一个重要因素。在正常培育条件下,低温保存后的幼虫,3周后其存活率明显低于对照组,但仍超过50%,且其生长速度明显高于对照组。因此,低温培育是保存厚壳贻贝早期幼虫的有效方法,可用于今后贝类幼虫生物学实验和人工育苗技术的改善研究。     

基于线粒体COI与16S rRNA基因序列探讨贻贝属的系统发育

比较分析了贻贝属5个种的线粒体DNA COI及16S rRNA基因片段序列,确定了贻贝属的系统进化关系。以翡翠贻贝（Perna viridis）和条纹隔贻贝（Septifer virgatus）为外群,基于距离法（NJ）、最大简约法（MP）、最大似然法（ML）、贝叶斯演绎法（BI）及贝叶斯联合模型分析法构建分子系统树。系统发育分析结果表明,5种贻贝[Mytilus edulis,紫贻贝（M.galloprovincialis）,盖勒贻贝（M.trossulus）,厚壳贻贝（M.coruscus）,加州贻贝（M.californianus）]在系统树上聚为2支。加州贻贝最为原始,厚壳贻贝次之。其中,紫贻贝和M.edulis具有很近的亲缘关系,而厚壳贻贝和加州贻贝的亲缘关系近。研究结果为贻贝属物种进化、迁移及其育种研究提供了理论基础。     

厚壳贻贝M7 lysin分子的克隆与表达

M7 lysin位于贻贝精子顶体中,是溶解卵黄膜、促进受精作用的重要蛋白质,决定了贻贝种间精卵识别的特异性。采用同源克隆法得到厚壳贻贝M7 lysin分子,并在原核生物中对该分子进行重组表达。结果表明,扩增产物为540 bp左右的片段,进一步测序发现其开放阅读框cDNA为543 bp,与贻贝、地中海贻贝、盖勒贻贝具有较高的相似性;在线翻译所得蛋白质片段中含有180个氨基酸,分子量为20 ku,等电点为8.48;通过M7 lysin氨基酸序列构建系统进化树发现,贻贝和地中海贻贝亲缘关系最近,其次为盖勒贻贝,最后是厚壳贻贝;将 M7 lysin分子在E.coli Rosseta(DE3)中融合表达,得到包括载体氨基酸序列在内的25 ku蛋白质,符合预期分子质量。     

厚壳贻贝的模型拟合与壳体曲面分析

以长度85~110 mm的野生厚壳贻贝作为研究对象,探究贻贝壳体模型特征。利用光学扫描仪得到相应的样本点云文件,通过geomagic wrap软件处理优化点云数据,得到质量优良的三维样本模型;利用Matlab软件拟合三维样本模型,得到最佳的拟合模型——标准模型,并将标准模型数字化,得到标准模型壳体外曲面(W)和壳体内曲面(N)的数学函数关系式。检验数字化模型、标准模型、样本模型之间的误差,得出三者间的平均误差均不超过0.06 mm。因此,可以使用数字化贻贝模型替代样本模型来指导贻贝定向、固定装置零部件的设计,规划最佳的贝肉剥离路线,为打造现代化贻贝加工流水线提供理论基础。     

舟山海域厚壳贻贝软体部分营养成分分析与评价

为评估舟山海域厚壳贻贝（Mytilus coruscus）的营养水平、确定其食用价值和养殖开发前景,采用常规营养指标测定方法对厚壳贻贝软体部分营养成分进行了评价。结果显示,厚壳贻贝软体部分（鲜样）中的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分的质量分数分别为74.20%、11.12%、3.10%和1.70%。共检出17种常见的氨基酸,包括7种人体必需氨基酸和4种鲜味氨基酸,分别占氨基酸总量的37.2%和37.9%;第一限制性氨基酸为异亮氨酸（Ile）和苏氨酸（Thr）,氨基酸指数（EAAI）为45.27,必需氨基酸的构成比例基本符合FAO/WHO模式。矿质元素中钠（Na）质量分数最高,其次为钾（K）和钙（Ca）;微量元素中锌（Zn）质量分数最高,其次为铁（Fe）,铜（Cu）、Fe、Zn之间的比值合理。结果表明厚壳贻贝是营养价值较高的海水经济贝类,具有较高的食用价值、广阔的养殖前景和市场开发潜力。     

不同溶解氧水平下厚壳贻贝的贝壳开放行为和呼吸代谢

为了探讨溶解氧浓度变化对厚壳贻贝(Mytilus coruscus)摄食和代谢的影响, 分析贝壳开放行为和呼吸代谢的相关关系, 观察测定了 8 mg/L、6 mg/L、4 mg/L、2 mg/L 和 1 mg/L 溶解氧水平下厚壳贻贝贝壳开放程度、滤水率、耗氧率和排氨率, 并计算了氧氮比值。结果显示, 溶解氧浓度在 4 mg/L 及以上水平时, 厚壳贻贝的贝壳持较大程度开放, 而当溶解氧浓度降至 2 mg/L 及以下后, 贝壳逐渐关闭; 溶解氧浓度降至 4 mg/L 后, 贻贝滤水率显著下降; 溶解氧浓度在 2~8 mg/L 间, 贻贝耗氧率无显著变化, 降至 1 mg/L 后, 耗氧率显著下降; 排氨率与滤水率和耗氧率呈相反趋势, 溶解氧浓度降至 2 mg/L 后, 贻贝排氨率显著上升; 降至 4 mg/L 后, 氧氮比值显著下降; 贝壳开放程度与滤水率、耗氧率之间呈正相关关系。研究表明, 厚壳贻贝可以适应一定范围内溶解氧浓度的波动, 保持机体代谢水平相对稳定; 当环境溶解氧降至 1 mg/L 以下, 机体无法再维持正常的代谢, 厚壳贻贝部分关闭贝壳, 以降低能量消耗, 应对低氧胁迫。本研究可为厚壳贻贝低氧适应机制研究和养殖提供参考。     

Survey of mussel (Mytilus) species at Scottish shellfish farms

Mytilus trossulus and its hybrids with the native species Mytilus edulis and also Mytilus galloprovincialis have been recently detected in both farmed and natural populations of mussels in Scotland, adding complexity to the known M. edulis × M. galloprovincialis hybrid zone in Europe. Mytilus trossulus was first found in Scotland at aquaculture sites, where it was associated with significant losses in production and reductions in profitability. Mytilus trossulus and its hybrids have been identified at higher frequencies in farm stock than in natural intertidal populations, raising concerns about the potential wider impact of M. trossulus genotypes at mussel aquaculture sites in Scotland. The present study clarifies the composition of Mytilus species in cultivation at Scottish mussel aquaculture farms, by screening samples from 41 mussel aquaculture sites using a high-throughput real-time PCR methodology. Mytilus edulis alleles were detected at all sites. Mytilus galloprovincialis alleles were detected from samples collected at 39 sites, and M. trossulus alleles were found at five sites. Overall, M. trossulus genotypes were restricted in their geographical distribution. It is suggested that, in order to support the sustainability of the Scottish shellfish cultivation industry, the economic impact arising from the presence of M. trossulus could be limited through good management practice.     

厚壳贻贝抗菌肽Mytilin的初步鉴定

厚壳贻贝是我国具有重大经济价值的水产养殖贝类,对其抗菌肽的研究有助于人们了解厚壳贻贝的免疫机制。为了解厚壳贻贝血清中抗菌肽Mytilin的分子组成和特性,采用多维高效液相色谱对厚壳贻贝血清进行分离纯化,从中获得3种对革兰氏阳性菌以及阴性菌均有抑制作用的抗菌肽分子,序列分析表明3种抗菌肽具有较高的序列相似性,均属于贻贝抗菌肽Mytilin家族,分别命名为Mytilin-1,Mytilin-2和Mytilin-3。其中,Mytilin-1为34个氨基酸残基构成的多肽,其分子量为3885.17u,含8个半胱氨酸,形成4对二硫键。根据所测Mytilin-1的氨基酸序列设计特异性引物,通过菌落PCR方法筛选厚壳贻贝cDNA文库,获得Mytilin-1的cDNA基因并进行了序列分析。以上研究结果表明,作为贻贝的主要抗菌肽家族,Mytilin在厚壳贻贝血清中具有较高丰度,对其蛋白质序列以及基因序列的研究为深入了解厚壳贻贝Mytilin抗菌肽的分子多样性奠定了基础。     

长期饥饿胁迫下厚壳贻贝的生理生化响应及性腺转录组分析

为探究贻贝在饥饿胁迫下的生理生化响应及分子适应机制,本研究以二龄厚壳贻贝为对象,开展了正常投喂（对照组）和饥饿处理（饥饿组）条件下的存活率统计、能量代谢相关酶活测定以及性腺转录组测序及分析。结果显示,厚壳贻贝在90 d的饥饿处理下存活率高达86%;饥饿胁迫下贻贝性腺中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）活性显著增加,己糖激酶（HK）、磷酸果糖激酶（PFK）、琥珀酸脱氢酶（SDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）活性均显著降低（P<0.05）;通过Illumina Hiseq X10高通量测序平台对对照组和饥饿组厚壳贻贝性腺组织进行转录组测序,分别获得31 596 762和26 810 506个在其基因组上具有唯一注释的有效数据,并筛选出4 130个差异表达基因,包括2 082个上调和2 048个下调表达基因。GO功能分析结果显示差异基因主要在富集在代谢过程、细胞器组织以及酶活性等功能;KEGG富集分析结果表明,差异基因显著富集在DNA复制、错配修复、碱基切除修复等与细胞分裂有关的代谢通路上。本实验结果表明,贻贝在饥饿下通过降低细胞的能量代谢以及减缓细胞分裂等生理活动来维持饥饿胁迫下的生存。本研究初步揭示了厚壳贻贝在饥饿胁迫下的生理生化响应和分子调控机制,为今后深入解析贻贝应对饥饿胁迫的分子策略提供重要的理论依据,同时为揭示其适应饥饿胁迫的能量利用和再分配以及生理对策提供新的思路。     

厚壳贻贝不同组织中的微生物群落结构

为了解厚壳贻贝（Mytilus coruscus）各组织中微生物的分布差异,本实验在Illumina MiSeq 测序平台利用16S rDNA克隆子测序（V3-V4区）对嵊泗养殖贻贝的血淋巴、消化腺、肾脏、鳃、外套膜、性腺和足等7种组织中的微生物群落结构进行分析,并比较组织间微生物的多样性差异。结果显示,21个样本平均产生36,860条高质量序列。血淋巴共有1,237个OTU,其次是消化腺（1,014个OTU）和肾脏（1,015个OTU）,性腺最少（仅有553个OTU）。尽管血淋巴OTU数最高,但仅有9个独有OTU。肾脏拥有最多172个独有OTU,消化腺次之（144个独有OTU）。所有组织中均以变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）为主要菌群。Alpha多样性指数分析显示血淋巴、消化腺和肾脏微生物多样性最高。以上结果表明,厚壳贻贝微生物存在一定的组织差异性,这将为今后深入阐释厚壳贻贝与微生物之间的相互作用及其调控机理奠定基础。