海胆是一类比较常见的海洋无脊椎动物,分类上属于棘皮动物门(Echinodermata)、游走亚门(Eleutherozea)、海胆纲(Echinoidea)。全世界现存的海胆约有850种,但迄今被较好开发利用并能形成规模性渔获量的经济种类不超过30种。由于其所具备的营养价值和药用保健功能,海胆一直以来受到亚洲、地中海地区及西方各国民众的喜爱。上世纪80年代,海胆的繁育和养殖工作在我国逐步开展,90年代中期以后,我国海胆的主产区-辽宁和山东省,每年可生产10000000枚海胆苗种(1.0-1.5cm)。海胆的养殖方式包括海上浮筏养殖和室内工厂化养殖。我国主要的海胆养殖品种包括虾夷马粪海胆、马粪海胆、南方紫海胆、光棘球海胆和黄海胆。本论文进行了光棘球海胆、虾夷马粪海胆、南方紫海胆之间,虾夷马粪海胆、马粪海胆之间的种间杂交工作,经过22个月的培养,获得6种种间杂交海胆,其中4种杂交海胆在壳径、壳高、体重、性腺重、性腺指数方面体现出杂种优势,具有在生产中应用的潜力;本研究还对虾夷马粪海胆、马粪海胆自交及杂交群体进行了一般营养成分和脂肪酸含量分析,结果显示,杂交组的粗蛋白含量显著高于自交组,同时,杂交组海胆的脂肪酸含量也与自交组存在差异,海胆性腺中的脂肪酸是海胆主要特征性营养物质,比对杂交海胆与亲本海胆的脂肪酸含量,可为研究杂交海胆性腺的物质代谢找到线索。本研究还对不同种海胆及杂交海胆的免疫酶及免疫细胞活性进行了研究,将海胆体腔细胞分为4种类型,即:色素细胞、纤毛游走细胞、变形吞噬细胞和无色球形细胞,分析6种自交、杂交海胆体腔液中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)、超氧化物歧化酶(SOD)和溶菌酶(LSZ)的酶活力显示,不同种海胆体腔液中的酶活力之间存在差异,但差异均不显著(p＞0.05%)。本论文还进行了海胆雌核发育的研究工作,采用紫外线照射精子的方法获得了虾夷马粪海胆和马粪海胆的单倍体胚胎,利用静水压方法抑制马粪海胆单倍体胚胎的第一次有丝分裂,使部分单倍体胚胎二倍化,二倍化率与处理的起始时间、持续时间和处理压力均有关系。静水压处理海胆单倍体胚胎的有效条件为处理压力60-65MPa,起始时间为受精后185-210min,持续时间3-5min。当静水压为60 Mpa,持续时间5min,处理起始时间为受精后195min时,单倍体率为58.62%组的二倍化率升高了17.23%;当静水压为60 Mpa,持续时间为5min,处理起始时间为受精后205min时,单倍体率为89.73%组的二倍化率升高了12.09%,并且这种二倍化率的升高伴随着单倍体率的降低,进一步说明静水压处理可诱导马粪海胆雌核发育。通过细胞学观察发现:紫外线照射会引起的海胆精子结构的损伤;海胆单倍体胚胎的发育过程中有DCB小体的存在。本论文还采用磁珠富集法获得了黄海胆的微卫星序列103个,并根据其两翼序列,设计、合成30对引物,扩增结果显示,27对引物在马粪海胆、虾夷马粪海胆、黄海胆和光棘球海胆中均可获得PCR扩增产物,8对产生多态性,表明这批微卫星引物具有较好的通用性。另外,本研究还根据2006年公布的紫球海胆基因组序列,采用“微卫星捕获者”软件,获得了约680个的微卫星序列,设计、合成、筛选出160对引物。大量的微卫星DNA引物获得为海胆遗传图谱构建、群体遗传多样性分析等方面的工具提供必要的分析工具。本研究还利用3对微卫星引物对3个混养家系的30个个体成功进行了亲子鉴定,为进一步开展海胆亲缘关系鉴定和个体识别奠定了基础。