长牡蛎(Crassostrea gigas)中ChIP-seq 方法的建立

染色质免疫共沉淀技术(ChIP)作为研究DNA 结合蛋白与DNA 相互作用最有力的工具, 越 来越受到重视。但目前该技术在牡蛎等贝类中的应用尚未见相关报道。为了研究长牡蛎早期胚胎发 育过程中表观遗传信息的变化模式, 本文在长牡蛎胚胎中探索并建立了一套完整的染色质免疫共沉 淀方法, 构建了高质量的高通量测序文库, 首次获得了牡蛎全基因组水平的组蛋白H3K4me3 修饰分 布, 从而为研究牡蛎的表观遗传调控奠定了基础。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)黑色壳表面微生物多样性的研究

为探究自然海区与室内养殖环境对软体动物壳色及壳表面细菌群落多样性的影响，以黑色壳长牡蛎（Crassostrea gigas）为研究对象，在自然海区与室内环境分别暂养30 d后，对长牡蛎的壳色及壳表面细菌群落的多样性和差异细菌功能进行分析。结果表明，室内养殖的黑壳长牡蛎出现较为明显的壳褪色现象，其黑色素含量显著下降，远低于自然海区养殖的黑壳长牡蛎。16S rRNA基因测序结果显示，变形杆菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌（Cyanobacteria）为长牡蛎壳表面的主要优势菌，其中变形杆菌的丰度超过50%。在门水平上，放线菌（Actinobacteria）、俭菌超门（Parcubateria）和Bacterial rice cluster 1（BRC1）在室内、外养殖长牡蛎之间存在较为显著的差异（P<0.05），而具有降解作用的放线菌和俭菌超门细菌在室内养殖的黑壳长牡蛎壳表面丰度较高。在属水平上，两组之间存在显著差异的细菌共计67种。该研究揭示了不同生境条件下，黑壳长牡蛎壳表面的微生物群落物种组成及差异，为解析长牡蛎壳色的形成机制提供了新的分析视角。     

长牡蛎外套膜色遗传规律初步研究

比较了长牡蛎(Crassostrea gigas)不同外套膜色家系的受精率与孵化率,不同生长阶段的生长与存活及外套膜色在子代个体中的分布规律。结果表明,不同家系的卵径、受精率和孵化率无显著差异(P0.05);壳高在60和150日龄稚贝阶段略有差异(P0.05),在350和450日龄成体阶段差异不显著(P0.05);不同生长阶段的存活率差异不显著(P0.05)。外套膜纯黑BB家系的子代外套膜基本全部为4级着色;外套膜纯黄YY1家系子代的外套膜基本全部为1级着色,YY2家系子代的外套膜黄色与黑色比例约为3∶1,符合孟德尔分离定律。由此推测长牡蛎外套膜色可能由一个主效基因控制,且黄色对黑色具有显性上位效应。研究结果可以为长牡蛎外套膜色的人工选育提供理论依据。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)微卫星克隆快速分离及特性分析

采用磁珠杂交选择和PCR筛选法，从长牡蛎DNA选择片段文库中，快速分离含有微卫星序列的阳性克隆。结果表明，在筛选的200个白色菌落中，56个克隆含有重复次数5以上的微卫星序列，其中41个(20．5％)有随机侧翼区，可以进行引物设计，12个缺乏足够的侧翼序列，3个为中断的微卫星序列。此外，还获得两个小卫星克隆。在获得的微卫星序列中，完全的占54．7％，不完全的占20．8％，复合的占24．5％。除探针中使用的CA重复单元外，还观察到CT、ACT、CGCA、CACT、GACT、GCAC、CCTTA和CCTCA的重复序列。微卫星重复次数主要集中在5-30次之间，占71．7％，最高为60次。本研究中构建的长牡蛎(CA)n富集微卫星文库将为以后开发未知微卫星标记提供帮助。     

单体牡蛎诱导变态的研究

为了得到壳型规则、大小均一的单体牡蛎,作者以葡萄牙牡蛎(Crassostrea angulata)和长牡蛎(Crassostrea gigas)眼点幼虫为材料,从肾上腺素(EPI)浓度梯度、处理时间梯度和眼点幼虫密度梯度3个因素诱导产生不固着变态的单体牡蛎。结果表明,葡萄牙牡蛎用EPI处理24 h的最适浓度为5×10–4 mol/L,不固着变态率为72.8%,在该最适浓度下,最佳处理时间为12 h,不固着变态率为82.7%。长牡蛎用EPI处理6 h的最适浓度为5×10–5 mol/L,不固着变态率为53.2%,在该最适浓度下,最佳处理时间为8h,不固着变态率为56.8%,眼点幼虫密度在80个/m L以下EPI处理效果没有显著性差异。对长牡蛎幼虫进行后续生长测定,结果显示EPI处理组幼虫的壳长、壳高和存活率要高于对照组,表明EPI可能促进牡蛎幼虫变态长出次生壳并提高其生存能力。     

长牡蛎可溶性黑色素的脱盐研究

该研究是继天然长牡蛎(Crassostrea gigas)黑色素的提取、可溶性长牡蛎(Crassostrea gigas)黑色素的制备之后,对牡蛎黑色素提纯方面的进一步拓展和延伸。运用半透化学材料分离的方法,选取纳滤透析膜为分离介质,对可溶性长牡蛎黑色素的制取产物中多余的盐类无机物进行分离剔除,进而得到纯度较高、品质优良的可溶性长牡蛎黑色素晶体,通过称质量和盐度测量,计算得出该方法对黑色素脱盐率达到98%,证明了该方法可以进行贝类黑色素的脱盐处理工作。     

漠斑牙鲆养殖群体微卫星遗传多样性的初步分析

为评估养殖过程对漠斑牙鲆遗传结构的影响, 本研究利用微卫星标记对漠斑牙鲆(Paralichthys lethostigma)山东胶南养殖群体(子一代)和江苏南通养殖群体(子三代)的遗传结构进行分析比较, 结果表明所使用的14 对引物中, 11 对引物在所选取的群体中具有多态性, 两个群体中共检测出了70 个等位基因(42 个有效等位基因), 总群体的平均观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.36 和0.60。两个群体的Shannon’s 遗传多样性指数分别为1.18 和1.07, Nei’s 遗传多样性指数分别为0. 56 和0.51, 表明山东胶南群体的遗传多样性显著高于江苏南通养殖群体。两个养殖群体间的两群体间的遗传分化系数Fst 平均为0.1246, 遗传距离(Ds)为0.171, 遗传相似度为0.8432, 表明两个群体中度分化。由此可以得出, 在中国随着漠斑牙鲆累代养殖的开展, 其遗传多样性下降显著, 遗传结构已经出现了显著分化。因此, 在将来的繁育过程中应制定合理的育苗规划以维持漠斑牙鲆的多样性水平并保障产业可持续发展。     

长牡蛎nacrein 基因的克隆、结构及进化分析

首次在长牡蛎(Crassostrea gigas)中克隆得到一种新的贝壳基质蛋白nacrein-like protein F3的全长c DNA序列。nacrein-like protein F3基因c DNA全长1499bp,其中编码区长度为1242bp,编码一条含413个氨基酸残基的多肽链。氨基酸序列比对和结构域分析均表明其为合浦珠母贝(Pinctada fucata)nacrein的同源蛋白,含有1个保守的α-碳酸酐酶结构域,但由于重复结构域的插入,α-碳酸酐酶结构域被间隔成2个亚结构域。系统进化分析显示nacrein-like protein F3与贻贝(Mytilus californianus)nacrein-like protein进化关系最近。此外,在软体动物中,双壳纲nacrein-like proteins进化速度相对较快,推测与寒武纪时期剧烈的环境变化有关,如影响贝壳形成的海水化学变化。     

4个缢蛏群体遗传多样性和系统发生关系的微卫星分析

采用12个微卫星分子标记,对4个不同缢蛏(Sinonovacula Constricta)群体: 福建云霄群体、广东湛江群体、天津塘沽群体以及浙江乐清湾群体进行了遗传多样性和系统发生关系的分析。研究结果显示, 12个微卫星共有46个等位基因, 4个缢蛏群体的平均观测等位基因数(Ao)、平均观测杂合度(Ho)、平均期望杂合度(He)和平均多态信息含量(PIC)分别为3.25～3.50、0.59～0.74、0.55～0.58 和0.46～0.50。说明4个缢蛏群体遗传多样性处于中等多态。UPGMA聚类分析表明:乐清湾群体、天津塘沽群体间的遗传距离最小, 亲缘关系最近, 首先聚为一支, 福建云霄群体和广东湛江群体聚为另一支。群体的F-统计量(Fst)为0.07, 表明缢蛏群体分化很微弱。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)多代近交与自交家系遗传差异及生长性状比较

在良种选育过程中,为了尽快得到稳定可遗传的优良性状,常采用近交方式进行纯系选育,而近交会导致群体的遗传多样性下降。为了解长牡蛎(Crassostrea gigas)多代近交和自交家系的遗传多样性、遗传结构和生长情况,本实验选用长牡蛎近交4代(F4代)、近交5代(F5代)家系和雌性同体自交1代(自交1代)家系,采用8对多态性高的微卫星序列进行分析,同时对其成体的三个时间点生长数据进行了显著性差异分析。实验结果表明,8对微卫星位点在野生对照组中表现出较高的多态性,F4代、F5代和自交1代3个家系的遗传多样性明显下降,平均等位基因数(Na)由17.00下降到2.00,平均观测杂合度(Ho)由0.538下降到0.449,平均多态信息含量(PIC)由0.826下降到0.297;哈迪-温伯格平衡(HWE)检验结果显示,8个位点在三个家系和野生对照组中均不同程度偏离HWE平衡(P0.0062)。F4代、F5代、自交1代和野生对照的生长性状指标分析表明,和野生对照相比,三个家系生长指标明显提高,对于自交一代而言,与自交实验组亲本选择的偶然性有关。同时,三个家系三个时间点的壳长、壳宽生长性状没有显著性差异(除330日龄壳宽和630日龄壳长),F5代生长性状指标壳高和湿重均大于F4代和自交1代,且差异显著;但F4代和自交1代之间没有显著性差异。通过本研究发现,F5代可以继续用来进行生长性状新品系的选育,自交1代多样性降低程度相当于F5代,但多样性的降低对成体的生长性状影响不明显,仍可以用做相关实验材料。     

香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)与长牡蛎(Crassostrea gigas)种间杂种遗传力评估

以平衡巢式设计(1长牡蛎♂:3香港牡蛎♀)构建的45个香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)×长牡蛎(Crassostrea gigas)种间杂交家系为材料,对其生长、存活及产量性状狭义遗传力进行了评估,并对其两两对应性状表型相关及遗传相关进行了分析。结果表明:(1)生长性状的遗传力大小为0.6207—0.8785,以父系半同胞组内相关法估计的幼虫15日龄、稚贝180日龄、幼贝360日龄壳高遗传力分别为0.6355、0.4828、0.5787,其360日龄鲜重遗传力为0.7740;(2)存活性状的遗传力大小为0.2748—0.3957,以父系半同胞组内相关法估计的幼虫15日龄、稚贝180日龄、幼贝360日龄存活率遗传力分别为0.1900、0.2939、0.4064;(3)产量是生长与存活的共同作用结果,360日龄产量的遗传力及以父系半同胞组内相关法估计的遗传力分别为0.6706、0.5018。从其生长相关性上看,幼虫期与稚贝期出现了微弱负向相关;除了幼虫期与幼贝期的壳高及产量,及其稚贝期与幼贝产量间无相关性以外;其它的两两生长性状间均为显著正相关。从存活与产量的相关性上看,无论是表型性状,还是遗传性状均出现了积极的正相关,以遗传相关为主。本研究为建立远缘杂交育种方法和策略提供必要的理论依据。     

许氏平鲉(Sebastes schlegeli)微卫星标记开发及野生、养殖群体遗传多样性分析

对许氏平鲉进行简化基因组测序,设计微卫星引物200对,可稳定扩增的引物190对,占95%。利用一个荣成野生群体对24个多态性较高的微卫星标记进行了评价,每个位点的等位基因数(Na)为2—21个,观测杂合度(Ho)为0.0417—0.9167,期望杂合度(He)为0.0278—0.9722,多态信息含量(PIC)为0.1948—0.9496,结果显示有20个微卫星位点为中高度多态。利用这些引物对荣成野生群体和烟台养殖群体的遗传多样性进行了比较分析,野生和养殖群体的平均等位基因数(Na)分别为8.5000、6.9583,有效等位基因数(Ne)的均值分别为4.5484、3.6365,期望杂合度(He)均值分别为0.6421、0.5840,多态信息含量均值(PIC)分别为0.6088、0.5490,平均香农-威纳指数均值为1.4605、1.2834,但F检验发现无显著差异,发现两个群体的遗传多样性都处于高度多态水平,但养殖群体遗传多样性水平低于野生群体。本研究结果说明许氏平鲉的人工繁育中,通过使用较大数量的亲本进行繁育可有效防止选育群体的遗传多样性降低,但人工定向选育对选育群体的遗传多样性也产生了一定的影响。Bonferroni校正后在两个群体中各有4个位点偏离Hardy-Weinberg平衡。本研究开发的微卫星标记为许氏平鲉遗传图谱构建、分子标记辅助育种等提供了更多标记选择,对野生和养殖群体遗传多样性分析为下一步的遗传育种提供参考。     

我国沿海大竹蛏(Solen grandis)野生群体及增殖放流群体遗传多样性的ISSR 分析

近年来, 大竹蛏野生资源因过度捕捞等原因急剧减少, 主要通过人工增殖放流方式进行补 充。对我国沿海大竹蛏群体进行遗传多样性研究, 评判增殖放流活动对野生群体遗传结构的影响, 能 够了解大竹蛏当前的种质资源状况, 为合理保护该资源提供科学依据。采用ISSR 分子标记技术, 对 广西北海(BH)、江苏启东(QD)、山东日照(RZ)、辽宁营口(YK)、河北秦皇岛(QH)5 个野生大竹蛏群 体及江苏蒋家沙增殖放流群体(JJ)共150 个样品进行了研究。实验结果表明, 我国沿海大竹蛏遗传多 样性水平高, 但各野生群体间已出现显著的遗传分化; 江苏蒋家沙增殖放流群体较启东野生群体遗 传多样性有所下降, 但两群体间的遗传分化并不明显。所以在苗种培育过程中, 应当保证亲本数量及 品质, 扩大亲本选择区域来提高遗传多样性水平, 同时应加大本地原种保护力度来避免种质混杂。     

基于RNA-seq数据分析长牡蛎(Crassostrea gigas)天然免疫的可变剪接事件

大部分无脊椎动物缺乏基于经典抗体和记忆细胞的适应性免疫, 因而天然免疫在无脊椎动物免疫防御中发挥不可或缺的作用。可变剪接正是产生天然免疫多样性和特异性的重要途径。牡蛎(Crassostrea)是全球范围内的大宗养殖贝类和我国产量最高的海水养殖贝类, 理解其天然免疫系统的多样性和特异性对牡蛎病害防治和养殖业健康可持续发展至关重要。通过对不同病原诱导以及诱导后不同时间的转录组进行生物信息分析, 系统地研究了长牡蛎天然免疫应激反应的可变剪接事件。发现在弧菌诱导下可变剪接事件的总数显著增加, 表明弧菌的感染会诱导长牡蛎可变剪接事件的产生。对病原诱导后可变剪接体的组成类型及表达量显著变化的基因的功能富集分析, 表明免疫系统相关功能被显著富集, 病原感染不同阶段以及不同病原感染后可变剪接体的组成类型和表达量均不一致, 表明长牡蛎免疫系统可通过可变剪接产生免疫响应的特异性和多样性。研究结果为长牡蛎等无脊椎动物天然免疫多样性和特异性提供了典型实例, 也为长牡蛎病害防御提供了理论支撑。     

10个菲律宾蛤仔野生群体的遗传多样性研究

对我国沿海地区10个菲律宾蛤仔野生群体线粒体16S r RNA和COI基因部分序列进行测序,分别得到了长度为473bp和632bp的片段。结果表明,16S r RNA 193条序列A+T平均含量为66.6%,共检测到21个变异位点,193个个体具有22种单倍型;COI基因183条序列A+T平均含量为64.8%,共检测到126个变异位点,183个个体具有67种单倍型。基于群体间遗传距离利用Mega5.1软件构建10个群体的NJ树,聚类结果表明,大连群体和荣成群体聚为一支,其余8个群体聚为一支。AMOVA分析表明,大连群体和荣成群体间分化不显著,而荣成、大连群体与其余8个群体间的分化达到极显著水平(P0.01),说明我国沿海的菲律宾蛤仔野生群体存在一定的遗传分化。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)三个选育群体完全双列杂交后代生长性状分析

利用中国(C)、日本(J)和韩国(K)3个长牡蛎(Crassostrea gigas)第四(F4)代选育群体,采用完全双列杂交方式构建建立了3个自交群体、3个正交群体和3个反交群体。结果表明,各交配组合在180日龄、360日龄和450日龄生长优势差异显著(P0.05);在不同生长阶段各组合的生长性能、一般配合力值、特殊配合力值和杂种优势效能值各不相同。杂交组合C♂K♀、J♂C♀和K♂J♀分别在180日龄、360日龄和450日龄表现出较大的生长优势,而自交组合K♂K♀在各个生长阶段均表现出生长劣势。中国F4代选育群体父母本一般配合力效应值均表现为非负值,而韩国F4代选育群体父母本一般配合力效应值均表现为非正值。杂交组合的特殊配合力效应值在不同生长阶段表现不一致,但与生长优势效能值基本相符。实验结果表明,多数杂交子代在生长性状上存在一定程度的杂种优势,可进行规模化商业推广应用;中国F4代选育群体作为杂交候选父母本时,具有高的可稳定遗传给子代的加性效应值。利用群体选育建立配套系,对不同选育群体进行杂交育种是培育长牡蛎优良新品系的有效方法。     

单环刺螠(Urechis unicinctus)微卫星标记开发及5个地理种群遗传结构分析

采用高通量测序法从单环刺螠基因组中开发微卫星标记,并通过一个秦皇岛单环刺螠野生群体对其进行多态性评价,利用获得的多态性引物对秦皇岛、烟台、潍坊、青岛、大连5个不同海区的野生单环刺螠群体进行了遗传多样性及遗传结构分析。结果表明:本实验设计的50个微卫星标记能稳定扩增的有38个,其中22个微卫星位点在5个群体中均表现为高多态性,等位基因数(Na)介于24—44之间,多态信息含量(PIC)介于0.921—0.967之间。5个群体总的平均有效等位基因数(N_e)范围为6.629—8.850,平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)范围分别为0.790—0.912、0.851—0.896,大连群体的杂合度最大(H_e=0.8962),潍坊群体的最小(H_e=0.8510),其中有12个微卫星位点在不同群体中出现显著偏离Hardy-Weinberg平衡的现象。平均遗传分化指数(FST)表明,群体分化水平处于中等分化水平(FST值为0.0880—0.1136);聚类分析显示烟台群体先与青岛群体聚为一支,再与秦皇岛群体聚类,然后跟潍坊群体聚为一支,大连群体单独聚为一支;遗传距离模式(IBD)显示单环刺螠群体的地理距离与遗传距离间不存在显著的线性关系。本研究开发的22对微卫星标记可以用于单环刺螠遗传结构分析研究,为下一步单环刺螠种质资源保护和人工繁育提供参考依据。     

太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)精液的超低温保存研究

筛选了六种抗冻保护剂(GLY[甘油],DMSO[二甲基亚砜],PG[丙二醇],EG[乙二醇],DMA[二甲基乙酰胺],MeOH[甲醇])及其五种不同浓度(6%,8%,10%,12%,14%,V/V)、三种稀释液(HBSS溶液,人工海水[ASW],过滤海水[FSW])、四种稀释比例(1︰1,1︰2,1︰4,1︰6)、三种添加剂(蔗糖,葡萄糖,海藻糖)、三个分步降温程序(程序A,程序B,程序C)对太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)精液冷冻保存的影响,成功建立了太平洋牡蛎精液超低温保存方法:以10%DMSO为抗冻保护剂,HBSS溶液为稀释液,1:4的稀释比例,添加海藻糖,采用分布降温法冷冻保存太平洋牡蛎的精液,37°C水浴解冻后精液运动率达到71.27%±3.24%,显著高于其它实验组(P0.05),受精率和孵化率分别达到95.04%±1.99%、93.33%±1.33%,与鲜精(88.89%±15.16%,94.90%±0.95%)、程序冷冻前精液(95.96%±2.15%,92.67%±14.83%)差异不显著(P0.05),证明该太平洋牡蛎精液超低温保存方法可以应用于生产实践和科学研究中。