西氏鲍（Haliotis gigantea）原产于日本、韩国沿岸海域,因其具有较强的抗病力和适温能力,自上个世纪90年代以来,先后多次从日本引种至中国开展养殖,并作为水产新品种西盘鲍的杂交亲本发挥作用。本实验室发现,在西氏鲍养殖群体中绝大多数个体足肌呈淡黄色,但存在极少比例足肌呈橙红色的突变体。这种具橙红色足肌的西氏鲍不仅足肌颜色鲜艳,而且含有丰富的类胡萝卜素,是鲍品质性状选育难得的生物材料,具有良好的育种前景。本论文以西氏鲍橙红色足肌突变体为研究对象,围绕西氏鲍对类胡萝卜素富集问题,利用高效液相色谱和液相色谱结合质谱电喷雾电离技术分离鉴定主要类胡萝卜素种类,并进行定量分析。随后从类胡萝卜素的饵料来源、肠道微生物的作用和类胡萝卜素代谢相关功能基因等多层面探讨西氏鲍对类胡萝卜素的富集机制。主要研究结果如下:1.橙红色足肌西氏鲍色素鉴定与含量分析利用高效液相色谱（HPLC）和液相色谱结合质谱电喷雾电离（ESI-MS）技术鉴定得到西氏鲍中主要类胡萝卜素为β-胡萝卜素和玉米黄质。且橙红色足肌鲍肌肉中玉米黄质含量（107.29±28.19μg/g）和β-胡萝卜素含量（5.75±2.10μg/g）均显著高于普通足肌鲍肌肉中玉米黄质（6.52±3.06μg/g）和β-胡萝卜素含量（1.88±0.20μg/g）（P＜0.01）。橙红色足肌鲍肌肉玉米黄质和β-胡萝卜素含量分别是普通足肌鲍的16.5倍和3.1倍。除肝胰腺外,橙红色足肌鲍各组织,包括肌肉、外套膜、鳃和肠中玉米黄质和β-胡萝卜素平均含量均显著高于普通足肌鲍（P＜0.05）。比较橙红色足肌鲍和普通足肌鲍肌肉中营养成分表明:橙红色足肌鲍肌肉中鲜味氨基酸和非必需氨基酸的含量均显著高于普通足肌鲍（P＜0.05）。橙红色足肌鲍肌肉中饱和脂肪酸含量略低于普通足肌鲍,但不饱和脂肪酸,尤其是单不饱和脂肪酸（MUFA）含量高于普通足肌鲍。与普通足肌鲍相比,橙红色足肌鲍不仅色泽鲜艳,而且味道鲜美,该研究结果对今后培育高品质鲍鱼提供了重要的基础数据。2.饵料对不同颜色足肌西氏鲍类胡萝卜素累积规律的影响通过为期1年的养殖实验,比较龙须菜、新鲜海带、干海带对橙红色足肌西氏鲍和普通足肌西氏鲍肌肉中不同种类胡萝卜素含量的影响。实验结果表明,无论摄食哪种饵料,整个实验周期中橙红色足肌西氏鲍肌肉中主要类胡萝卜素含量均显著高于普通足肌鲍（P＜0.01）。养殖结束后,以龙须菜为饵料的橙红色足肌西氏鲍肌肉中玉米黄质和β-胡萝卜素均显著高于摄食新鲜海带和干海带的个体（P＜0.01）,其中玉米黄质含量差异最大。在不同饵料养殖条件下,不同颜色足肌鲍肌肉中各类胡萝卜素含量变化规律可以看出:养殖一周年后,摄食龙须菜组,包括橙红色足肌鲍和普通足肌鲍肌肉中除β-胡萝卜素含量显著降低外,玉米黄质含量和岩藻黄质含量或所有增加或无显著变化。而新鲜海带和干海带组中,除摄食新鲜海带的普通足肌鲍中岩藻黄质含量变化差异不大外,其他各组鲍中各类胡萝卜素含量均显著降低。这些研究结果说明,无论是橙红色足肌西氏鲍还是普通足肌西氏鲍,摄食龙须菜对维持西氏鲍足肌中类胡萝卜素含量特别是玉米黄质含量具有重要作用,这与龙须菜中玉米黄质和β-胡萝卜素含量较高密切相关。3.不同饵料对不同颜色足肌西氏鲍肠道微生物菌群影响比较分析不同颜色足肌西氏鲍肠道微生物结构差异,以及不同饵料对两种西氏鲍肠道微生物结构的影响。研究表明:（1）橙红色足肌西氏鲍与普通足肌鲍肠道微生物群落结构组成差异不显著;（2）不同饵料养殖下西氏鲍肠道微生物群落结构差异较大,摄食龙须菜的西氏鲍肠道菌群结构组成与摄食海带西氏鲍肠道菌群结构组成有显著差异。梭杆菌门Fusobacteria、梭杆菌纲Fusobacteria、梭杆菌目 Fusobacteriales、梭杆菌科 Fusobacteriacea、冷泥杆属Psychrilyobacter 在摄食龙须菜的西氏鲍肠道中相对丰度显著（P＜0.05）高于海带组,其在摄食龙须菜的西氏鲍肠道内可能具有不同于摄食海带西氏鲍的独特的生化功能。而变形菌门 Proteobacteria、γ-变形菌纲 Gammaproteobacteria、黄色单胞菌目Xanthomonadales、弧菌目 Vibrionales、弧菌科 Vibrionaceae、寡养单胞菌属Stenotrophomonas、弧菌属Vibrio、Vibrio halioticoli在摄食海带的西氏鲍（橙红色足肌和普通足肌西氏鲍）中占绝对优势。当西氏鲍以含有大量海藻多糖的海带为食物时,Vibrio类群可能是其肠道内一类特异性的细菌,在消化食物方面起着重要的作用。4.不同颜色足肌西氏鲍差异个体代谢组分析采用气相色谱高通量飞行时间质谱仪（GC-TOF-MS）非靶向代谢组分析方法,对不同类胡萝卜素含量西氏鲍进行差异代谢物分析。在橙红色足肌西氏鲍和普通足肌西氏鲍肌肉中,共鉴定得到51种具有显著差异的代谢物,主要包括胆甾烷类固醇、氨基酸、肽和单糖等。其中参与类固醇生物合成通路的胆固醇为两组间差异最为显著的代谢物,在橙红色足肌肌肉中含量显著低于普通足肌鲍,相关研究表明细胞对胆固醇和类胡萝卜素的吸收具有一定的竞争性。除胆固醇外,甘油-3-磷酸在不同颜色足肌西氏鲍肌肉中具有显著差异,作为脂质生物合成过程中关键代谢物,其含量的变化可能在某种程度上影响类胡萝卜素在鲍肌肉中的吸收和转运过程;此外,琥珀酸半醛、延胡索酸、抗坏血酸、脱氢抗坏血酸在不同颜色足肌西氏鲍肌肉中均具有显著差异,且对类胡萝卜素在鲍中的累积过程具有一定的意义。5.不同颜色足肌西氏鲍差异个体转录组分析与关键基因功能验证转录组分析结果表明:不同颜色足肌西氏鲍肌肉中的差异基因可注释到的通路包括视黄醇代谢、PPAR信号通路等,其中视黄醇代谢通路为类胡萝卜素在动物体内代谢的关键通路,该通路及下游通路中基因的表达差异在类胡萝卜素代谢过程中具有重要意义。视黄醇代谢通路中的CYP1A1基因在橙红色足肌西氏鲍肌肉中表达量显著低于普通足肌鲍（P＜0.01）。PPAR信号通路中两个关键基因,硬脂酰CoA去饱和酶SCD基因和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶PEPCK基因的表达量在橙红色足肌西氏鲍肌肉中均显著高于普通足肌鲍。通过基因克隆技术鉴定得到不同颜色足肌西氏鲍CYP1A1基因编码区存在9个突变位点,其中6个为非同义突变,3个为同义突变。不同颜色足肌西氏鲍CYP1A1基因编码区存在不同单倍型,不同单倍型编码的氨基酸序列和蛋白质三级结构均不同。视黄醇代谢通路中CYP1A1基因的表达差异和编码区突变可能在橙红色足肌西氏鲍与普通足肌鲍类胡萝卜素累积差异上具有重要意义。