Freshwater nucleated pearl quality is influenced by host mussel growth traits in Hyriopsis cumingii

Hyriopsis cumingii is one of the most important freshwater pearl mussels in China. Recently, this species can produce freshwater nucleated pearls of high quality. Here, we investigated whether nucleated pearl quality is influenced by the growth traits of the host mussel or other factors like cultivation period. We implanted host mussels with a spherical nucleus consisting of a small piece of mantle tissue from donor mussels. After 24 and 36 months of culture, host mussel growth traits including body weight and shell length, height, width and weight were recorded. These factors were then correlated with the quality traits of the pearls they produced, such as nacre thickness, size, weight, lustre and colour. Results indicated pearls obtained at 36 months after seeding were significantly larger in terms of nacre thickness, size and weight compared to those harvested at 24 months. In particular, nacre thickness (r = 0.33–0.48, P = 0.00), pearl size (r = 0.39–0.43, P = 0.00) and pearl weight (r = 0.35–0.47, P = 0.00) were showed to be significantly correlated with host mussels shell length, body weight and shell weight at 24 or 36 months. Larger and heavier host mussels tended to produce bigger pearls. In contrast, host mussels did not affect pearl colour. Cumulatively, our results suggest that longer culturing times and a larger host mussel may help produce better quality nucleated pearl. This information can help guide selective breeding programs designed to improve pearl quality produced by H. cumingii.     

三角帆蚌细胞周期蛋白基因筛选及其表达分析

细胞周期蛋白(cyclin)对细胞生长繁殖起到关键的调节作用。该研究采用高通量测序技术,构建了三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)转录组文库,进行了cyclins基因筛选与生物信息分析,通过qRT-PCR技术,探讨其在不同组织(闭壳肌、内脏团、外套膜、斧足、心脏、血液、鳃、性腺)与性别中的表达特征。转录组测序共得到257 457条unigene(N50为1 796 bp),注释率为86.7%;通过分析,cyclin A、cyclin D2、cyclin E被筛选出,且cyclin A、cyclin D2与cyclin E蛋白的氨基酸序列均与美洲牡蛎(Crassostrea virginica)、太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)具有较高相似性。实时荧光定量分析结果表明,cyclin A、cyclin D2、cyclin E在三角帆蚌各组织中均有表达,且存在显著的组织差异:cyclin A、cyclin E基因在性腺中表达量显著高于其他组织(P<0.05),在斧足中表达量最低;cyclin D2基因在鳃中表达量最高(P<0.05),在血液中表达量最低。在同一组织的不同性别之间:cyclin A基因在性腺、闭壳肌、心脏、血液中表达存在显著性别差异(P<0.05);cyclin D2在外套膜、心脏、性腺中的表达具有显著(P<0.05)的性别差异;cyclin E在性腺、斧足、鳃、心脏中的表达具有显著(P<0.05)的性别差异;cyclin A、cyclin E基因在雌性心脏和性腺中表达量显著(P<0.05)高于雄性,而cyclin D2反之(P<0.05),cyclin D2基因在雌性外套膜表达量显著高于雄性(P<0.05),暗示cyclin A、cyclin E与性腺发育关系密切,cyclin D2可能与鳃损伤修复有关。本研究初步探究了三角帆蚌cyclin A、cyclin D2、cyclin E基因的功能,为建立三角帆蚌细胞系提供了分子基础。     

三角帆蚌CAT基因cDNA全长克隆及表达分析

采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)首次克隆了三角帆蚌过氧化氢酶(CAT)基因的cDNA全长序列,为2 804 bp,包含112 bp的5′非翻译区(untranslated region,UTR),1 303 bp的3′UTR和1 388 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF)。ORF区共编码462个氨基酸,推算的分子量约为52.7 ku,理论等电点为6.35。多序列比对结果显示,有一段CAT氨基酸高度保守的催化位点序列FDRERIPERVVHAKGAG。三角帆蚌CAT基因有12个与还原型辅酶Ⅱ(NADPH)结合的氨基酸残基,分别是Asp107、His153、Phe157、Ser160、Arg162、Asn172、Try174、Lys196、Val261、Trp262、His264和Try317,其中第261位和第264位的氨基酸在不同物种间有所区别。比对结果得到的三角帆蚌CAT基因的氨基酸序列,与软体动物的CAT基因相似性高达99%,与虾类、鱼类、两栖类、哺乳类的CAT基因相似性也达到98%~99%,可推断属于CAT3。利用CAT基因推断得到的氨基酸序列构建NJ系统树,分析显示三角帆蚌首先与软体动物聚在一起,再与虾类聚在一起,然后依次与鱼类、两栖类和哺乳类聚在一起。荧光定量结果显示,CAT基因在三角帆蚌的7个组织均有表达,其中在肾中的表达量极低,在血液中表达呈上调趋势且明显区别于其他组织,在另外5个组织中总体上呈现不统一的先上调后下调的趋势。     

鲢、鳙对三角帆蚌池塘藻类影响的围隔实验

以浙江金华汤溪威旺养殖基地的三角帆蚌养殖水体为研究对象,通过围隔实验比较研究了单养鲢、鳙和三角帆蚌的池塘浮游植物密度、生物量和优势种(属)组成等的差异,以及养蚌池混养鲢鳙对水体浮游植物密度、生物量以及优势种变化的影响。结果表明,养蚌(10#)围隔的浮游植物平均密度和生物量均显著高于高密度鲢(12#)围隔(P<0.05),其蓝藻数量及生物量显著高于高密度鲢(12#)和低密度鳙(13#)围隔(P<0.05),绿藻数量则显著低于低密度鲢单养(11#)围隔(P<0.05)。在鱼蚌混养的情况下,单养蚌(10#)围隔浮游植物平均数量显著高于鲢-蚌混养(15#,16#)和鳙-蚌混养(17#,18#)围隔(P<0.05),其蓝藻数量及生物量极显著高于鲢-蚌混养(15#,16#)或鳙-蚌(17#,18#)围隔(P<0.01),其绿藻数量显著低于混养高密度鲢(16#)或低密度鳙(17#)的混养围隔(P<0.05)。研究结果充分说明,鲢、鳙和三角帆蚌三者对水体藻类组成的影响有别,三角帆蚌养殖池中适当混养鲢或鳙可以有效控制蓝藻(铜绿微囊藻)的生长,促进绿藻(四尾栅藻)的生长,并最终有利于三角帆蚌的养殖,混养鲢密度的增加有利于控制藻类生长,而鳙密度的增加促进了裸藻等中大型藻类的生长。     

三角帆蚌外套膜表达的免疫相关基因筛选

利用三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)外套膜cDNA文库EST序列,通过BLAST分析注释基因功能,发现35个与免疫防御功能相关的基因。根据其功能,这些免疫相关基因可划分为7类,即细胞免疫过程(2个)、蛋白酶和蛋白酶调节子(9个)、压力蛋白(7个)、抗菌肽(5个)、溶酶体酶(2个)、粘着蛋白(3个)及细胞凋亡和细胞周期调控相关基因(7个)。免疫相关基因在三角帆蚌外套膜中的广泛表达表明外套膜是重要的免疫组织。该研究为三角帆蚌外套膜分子免疫机理研究和抗病育种工作提供了基础性资料。     

育珠期三角帆蚌的生长及其与珍珠增长的关系

通过对三角帆蚌壳长、壳宽、蚌总重（整体湿重）、内脏团湿重、壳重和珍珠重等指标在5-11月间的逐月连续测定，研究了常规养殖模式下育珠期2龄三角帆蚌在主要生长季节的生长规律及其与珍珠生长的相关性。结果表明：珍珠重(PW)与壳长(SL)、壳宽(SW)的关系分别为PW=0.0008SL3.3946 (R2=0.6948)和PW=0.7809SW1.0227 (R2=0.6888)；而珍珠重(PW)与蚌重(TW)、内脏团重(BW)和壳重(W)的关系分别为PW=0.0021TW1.5434 (R2=0.7337)，PW=0.107BW0.9125 (R2=0.7158)和PW=0.0324W1.1259 (R2=0.7101)；三角帆蚌总重(TW)与壳长(SL)、 壳宽(SW)的关系最适合用指数函数进行拟合，其关系式分别为TW=16.003e0.1681SL，(R2=0.7961)，和TW=64.311e0.1372SW (R2=0.6822)；而内脏团重(BW)和壳重(W)与壳长(SL)、壳宽(SW)的关系则适合为幂函数曲线拟合，关系式分别为BW=0.0188SL3.1427，(R2=0.6927)；W=0.0656SL2.7721, (R2=0.8271)和BW=12.446SW0.8974 (R2=0.617)；W=19.876SW0.802 (R2=0.7563)。本研究结果发现，珍珠生长与蚌总重、壳长和壳宽等外部测量指标之间的相关性显著，从而无须通过杀蚌取珠而直接通过这些外部生长指标的测定就能较好地了解珍珠的生长，更好地为珍珠养殖生产和管理提供指导。     

三角帆蚌肝脏瘟病感染期抑制性消减cDNA文库的构建与分析

采用抑制性消减杂交技术构建了三角帆蚌肝脏瘟病感染期抑制性消减cDNA文库。经检验，差异表达基因均被富集了 2¹⁰倍左右，证明构建的 cDNA 消减文库具有很强的消减效率。PCR 鉴定发现，在随机挑取的阳性克隆中，95% 的克隆均含有 0.2～1.0 kb 的插入片段，这些片段可能是三角帆蚌瘟病病毒感染后差异表达基因的cDNA片段。测序共获得 214 个有效 cDNA 序列，分别属于8 大类，共 98 个基因。其中细胞分裂基因 2个、细胞结构与运动基因 9 个、代谢基因 10 个、信号传导基因 7 个、细胞防疫基因 10 个、基因与蛋白表达基因 20 个、未知功能蛋白基因 26 个，GenBank中找不到任何同源序列的基因 14 个。结果说明，构建的差异表达cDNA文库，可较好地反映三角帆蚌瘟病病毒对三角帆蚌影响的基因信息。     

三角帆蚌消化酶的分布特性和晶杆的形态结构

三角帆蚌(Hyriopsis cumineii)隶属瓣鳃纲、真瓣鳃目、蚌科,是我国的特有种[1],也是我国生产淡水珍珠的主要贝类[2],产出的珍珠以其品质高而享誉全球.     

三角帆蚌内脏团培育圆形有核珍珠的试验

报导了三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)内脏团培育圆形有核珍珠的试验结果。结果显示:插植珠核的7362只手术蚌植核后一个月内成活率99.2%。经23个月养殖后,随机抽取50只。结果留核率达94%,成珠率为86%,其中中高档珠占37.2%。有核珍珠直径在9.4~11.6 mm之间,其中10 mm以上占88.4%。11.6%的珍珠表面有小于3 mm的凸起,未发现带扁而长尾巴的珍珠。试验表明:三角帆蚌内脏团内能培育出高品质的有核珍珠。此外还发现,脱核或核片分离的细胞小片仍可在内脏团内形成珍珠。     

RAPD分析野生和养殖三角帆蚌的遗传多样性

用150个随机引物对野生三角帆蚌和养殖三角帆蚌进行随机扩增多态DNA(RAPD)分析，最终筛选出2．0个引物，分别能扩增出1-10条大小不等的片段，片段长度在500—2000bp之间。野生三角帆蚌和养殖三角粤蚌的种内相似系数分别为0．787和0．833，显示野生种群基因组发生的变异较养殖种群大。野生三角帆蚌和养殖三角帆蚌种群间遗传距离为0．054，表明三角帆蚌野生和养殖种群亲缘关系比较接近。