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墨西哥湾扇贝(Argopecten irradians concentricus)自引入北部湾推广养殖以来已有二十多年,已形成规模化产业链,是当地重要的经济贝类,但由于累代小群体养殖,墨西哥湾扇贝种质退化严重,阻碍了其养殖产业的健康发展。本课题组引入北方新品种扇贝“渤海红”(Bohai Red)与南方养殖墨西哥湾扇贝进行杂交,获得了具有杂种优势的杂交后代,并对杂交后代耐高温及生长性状进行了定向选育,获得耐高温、生长速度快的扇贝“紫海墨”新品系(Zihaimo scallop)F3代。本研究以扇贝“紫海墨”新品系F3和墨西哥湾扇贝(对照组)为实验材料,在湛江遂溪县江洪镇海区进行经济性状养殖对比实验,以研究两个群体在海上养殖的存活、生长的差异;同时对扇贝“紫海墨”的免疫酶和鳃组织的转录组响应高温胁迫的变化进行研究。研究结果为扇贝“紫海墨”新品系F3代的生长性能和高温耐受性的评估提供了理论依据,为新品系在北部湾的推广养殖提供了可行性的数据支撑。1.扇贝“紫海墨”新品系F3代和墨西哥湾扇贝经济性状比较评估在相同海区同等养殖条件下,对扇贝“紫海墨”新品系F3代和墨西哥湾扇贝养殖群体的经济性状进行了对比分析。结果表明,在海上养殖的各个时期,扇贝“紫海墨”各阶段存活率,壳长、壳高、壳宽、体重等生长指标均极显著(P<0.01)大于墨西哥湾扇贝;在养殖后期新品系的闭壳肌重同样极显著(P<0.01)大于后者;养成期,受夏天高温影响,墨西哥湾扇贝的含肉率逐渐降低,而扇贝“紫海墨”则呈现上升趋势;度夏后,扇贝“紫海墨”新品系的最终累计存活率、壳长、壳高、壳宽、体重及闭壳肌重分别比墨西哥湾扇贝增长了150%、12.29%、15.66%、10.29%、44.09%、31.74%。结果显示,经过2代定向选育获得的扇贝“紫海墨”新品系F3在抗性和生长性能上均比墨西哥湾扇贝占有优势,初步验证了新品系在北部湾推广养殖的可行性。2.扇贝“紫海墨”新品系F3代和墨西哥湾扇贝高温胁迫下免疫酶指标变化在实验室条件下模拟高温养殖环境(30℃,32℃),研究了温度渐变后的48h内,扇贝“紫海墨”新品系和墨西哥湾扇贝的免疫酶指标的变化情况。结果显示,高温胁迫后,扇贝“紫海墨”的SOD、CAT、GST、ACP、AKP活性显著增强(P<0.05),其中CAT、ACP、AKP活性在应激后均显著高于正常水平(P<0.05),SOD活性在30℃胁迫下始终显著高于初始水平(P<0.05),而在32℃胁迫12h后恢复正常。墨西哥湾扇贝对高温较为敏感,其SOD、CAT、GST活性出现在胁迫后6h内出现显著下降或显著低于正常水平的情况(P<0.05),其ACP活性始终高于初始水平,而在32℃处理后AKP活性变化不显著(P<0.05)。研究结果表明相对于墨西哥湾扇贝,扇贝“紫海墨”新品系的免疫系统应答高温胁迫的效率更高,具有更佳的高温耐受性。3.扇贝“紫海墨”新品系F3耐高温的分子机制解析为了解析扇贝“紫海墨”新品系的耐高温分子机制,对在高温应激下新品系的鳃组织进行转录组高通量测序。扇贝“紫海墨”新品系的转录组数据经Trintiy拼接获得213,195条unigenes,分析unigenes在GO、KEGG、egg NOG数据库的注释结果,发现有3,694条unigenes参与刺激应答和免疫系统过程,511条unigenes与防御机制功能相关,5,204条unigenes涉及环境信息处理的3条信号转导通路,其中1,641条unigenes参与免疫系统相关通路。比较高温处理组与对照组之间的转录组数据,在30℃处理组筛选得到差异基因4,626个,其中上调表达2,555个,下调表达2,071个,其差异表达基因主要富集到核糖体亚基,未折叠蛋白粘合,蛋白质折叠,离子/蛋白转运,GTP酶活性,氧化还原酶活性,氧化还原过程等GO条目;在KEGG通路中主要定位到谷胱甘肽代谢,细胞色素P450对外源物的代谢,致病性大肠杆菌感染,细胞凋亡,内质网蛋白质加工,吞噬体,抗原处理和递呈等过程。结果显示了扇贝“紫海墨”新品系在分子层面上响应高温胁迫的过程在于大量合成相关蛋白以保证细胞结构功能的正常、维持机体氧化还原的平衡、增强机体免疫能力。