拟穴青蟹（Scylla paramamosain）是我国东南沿海地区数量最多、分布最广的物种之一。目前青蟹养殖业面临的多种病原菌感染风险,对整个行业的持续健康发展造成了严重的威胁。在养殖期间经常会出现重复性爆发的疾病,由不同细菌引起的疾病是甲壳类动物水产养殖的主要威胁。然而由于缺乏对青蟹免疫系统的全面了解,基于免疫学知识研究防治疾病的有效措施难以进行,因此非常有必要解码青蟹的全基因组信息,可以据此较全面的揭示青蟹先天性免疫特性。此外,已有研究报道雄性和雌性存在免疫二态性,而之前由于非模式动物基因组信息相对较少,到目前为止大多数对性别二态性的研究都使用模式动物展开。迄今,尚未见甲壳类动物有关于免疫系统性别二态性的相关研究报道。本研究通过从头测序组装（De novo）方法获得了高质量的拟穴青蟹全基因组信息,基于基因组学揭示了青蟹先天性免疫特性;利用转录组学技术,对自然状态下雌性和雄性个体的11个主要器官和组织中的差异表达基因进行了性别偏向性表达分析,进一步分析了人工感染溶藻弧菌（Vibrio alginolyticus）和对虾白斑综合征病毒（White Spot Syndrome Virus,WSSV）的雌性和雄性青蟹先天性免疫的性别偏向表达特点,从而揭示了青蟹先天性免疫存在二态性。主要研究结果如下:1.揭示了拟穴青蟹全基因组序列:2016年采集健康成年雌性青蟹的肌肉,利用三代测序技术对青蟹基因组进行了测序组装,利用二代测序数据对所获得的基因组组装结果进行纠错,同时利用H-iC技术将组装得到的contigs/scaffolds序列挂载到染色体水平,得到拟穴青蟹染色体水平的全基因组图谱。青蟹基因组大小为 1.08Gbp,contig 总长 1,076,451,913bp,contig N50 长度达到 3,558,762 bp;scaffold 总长为 1,076,539,814bp,scaffold N50 长度达到 21,897,065 bp,基因组挂载率为91.19%。CEGMA评估结果显示,青蟹基因组核心真核基因（Core Eukaryotic Genes）组装比例达到94.76%;BUSCO评估结果则显示,青蟹基因组直系同源单拷贝基因组装获得了 93.9%的完整拷贝基因。两种评估结果均显示青蟹基因组的一致性、完整性及准确性较好。通过对青蟹基因组进行注释,分析结果显示,青蟹基因组中含有61.46%的repeat序列,共预测出30,350个基因,其中96.9%的基因可预测出功能。同时通过系统发育分析表明,青蟹和凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）被归为同一进化支,二者最近的共同祖先（mostrecent commonancestor,MRCA）出现在大约 416.7 百万年前（297.8-487.9Ma）。进一步分析发现,青蟹、凡纳滨对虾（L.vannamei）、溞状蚤（Daphnia pulex）以及5种昆虫类物种之间有着更密切的进化关系。这些结果与先前研究所表明的甲壳类动物和六足类构成泛甲壳纲进化枝（Pancrustacea或Tetraconata）,而不是六足类与多足类有更近的亲缘关系从而形成缺角类（Atelocerata）的结论相一致。2.比较基因组学揭示了与青蟹生长、发育及环境适应性等相关的扩张基因家族:通过与其他24个物种（包括凡纳滨对虾（L.vannamei）、溞状蚤（D.pulex）、果蝇（D.melanogaster）等近缘物种）的比较分析,发现在青蟹基因组中存在19个发生扩张的基因家族。与青蟹的生长发育过程相关的共有7个基因家族发生了扩张,包括36个BR-C基因,60个丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶基因,4个G蛋白偶联受体Mth2样基因,43个锚蛋白重复序列基因,18个肽基脯氨酸顺反异构酶基因,4个雄性特异性基因家族精巢决定因子基因和13个保幼激素酯酶基因。与青蟹对环境适应相关的共有7个基因家族发生了扩张,包括25个神经钙粘着蛋白基因,5个neurotrimin-like基因,23个谷氨酸门控氯离子通道基因,106个离子型谷氨酸受体基因,5个亲代谢型谷氨酸受体基因,24个肌动蛋白基因和19个CYP2基因。与生殖发育过程相关的共有5个基因家族发生了扩张,包括10个SP-10-like基因,5个Scygonadin基因,22个双特异性精巢特异性蛋白激酶1基因,4个卵黄蛋白原基因和6个卵巢发育相关蛋白基因。3.基于基因组学揭示了青蟹先天性免疫的特性:首次通过分析青蟹基因组所有被注释的基因,预测出可注释功能的免疫相关基因692个,按照免疫功能的不同,这692个免疫基因分属于40个不同的功能群,每个功能群免疫基因的数量在1到121个之间不等。这些基因包括与模式识别受体相关的9个基因家族（总共198个基因）,与信号调节相关的两个基因家族（总共18个基因）,与3条信号转导途径相关的基因家族（总共51个基因）,与效应分子有关的17个基因家族（总共334个基因）,与细胞因子相关基因有关的三个基因家族（共23个基因）和与抗氧化系统有关的5个基因家族（共68个基因）。通过与已知基因序列的比对分析,保守结构域的预测和分析,Pfam、NR或Uniprot数据库比对和注释,进化树分析等方法分析鉴定了先天性免疫四个主要免疫过程中的免疫基因家族。在青蟹基因组中鉴定到与模式识别受体相关的8个基因家族,包括121个CTLs基因,37个FREPs基因,17个SRs基因,4个DSCAM基因,1个GNBPs基因,8个TEPs基因家族和2个Galectins基因,未鉴定到PGRPs基因的存在;与信号调节相关的2个基因家族,分别为10个含CLIP结构域的丝氨酸蛋白酶和8个serpins基因;与3条信号通路相关的基因家族共鉴定出51个基因,包括Toll信号通路的34个基因,IMD信号通路的9个基因和JAK/STAT通路的8个基因。同时共鉴定了与效应因子相关的5个基因家族,包括5个抗菌肽Scygonadin基因;酚氧化酶原系统中的12个proPO基因,7个PPAE基因,3个蛋白酶抑制剂基因和2个LGBP基因;凋亡系统中的17个caspase基因,1个caspase同源基因paracaspase,2个Bcl-2基因家族的基因和6个IAPs基因;补体系统中的5个C1q基因,8个ficolin基因,3个甘露糖结合凝集素基因和3个与巨球蛋白互补相关的MCRs（哺乳动物C3样分子）补体成分基因,而模式识别分子基因MASP、蛋白酶factor B、补体成分6个基因C4-C9等均已丢失;热休克蛋白基因家族共鉴定出了 12个HSP70基因,4个HSP90基因,15个HSP60基因,39个HSP40基因和14个HSP20基因。与冈比亚按蚊（A.gambiae）,果蝇（D.melanogaster）,溞状蚤（D.pulex）和凡纳滨对虾（L.vannamei）等4种生物的基因组比较发现,与2种昆虫相比,青蟹和其他2种甲壳类动物的基因组中有部分免疫基因家族发生了扩张,包括CTL、Sp?tzle和caspase等。在青蟹基因组中,共鉴定出121个CTL基因,20个Sp?tzle基因和17个caspase基因。同时青蟹和冈比亚按蚊（A.gambiae）也有共同之处,冈比亚按蚊（A.gambiae）基因组中编码57个FREP基因和20个proPO基因,青蟹基因组编码37个FREP基因和12个proPO基因,与其他3个泛甲壳纲动物相比,青蟹和冈比亚按蚊（A.gambiae）的FREP和proPO基因家族都发生了扩张。在青蟹基因组中同样也发现存在发生基因家族收缩的PRRs,如在青蟹基因组中只鉴定到1个革兰氏阴性结合蛋白（GNBP）基因。对青蟹基因组和转录组结果的分析表明,在青蟹基因组中没有发现存在PGRP基因,PGRP基因在青蟹、溞状蚤和凡纳滨对虾等甲壳纲动物基因组中都发生了丢失。4.基于基因组信息,利用转录组学分析了雌雄青蟹不同组织器官中差异表达基因的性别偏向性表达特点:对雌性和雄性青蟹的11个主要组织和器官的转录组分析发现,雄雌性腺中共有差异表达基因23,372个,雄性相对于雌性上调表达基因有17,064个,下调表达基因有6,308个,而其他10个组织或器官中雌雄之间的差异表达基因数目只有11-355个不等。在雌性卵巢中,相对于雄性精巢有97个免疫相关基因上调表达,有225个免疫相关基因下调表达,而在其他10个组织中的差异表达的免疫基因数目只有2-22个不等。结果表明,青蟹存在免疫基因的性别偏向表达特性,90%以上的差异表达基因主要在性腺。在交配期间,成熟卵巢与未交配的卵巢之间差异表达的免疫基因有61个,而刚交配后的卵巢与未交配卵巢之间差异表达的免疫基因只有9个。对偏向性表达的免疫基因在染色体的分布的结果发现,28个雄性偏向表达基因主要在10条染色体上分布,14个雌性偏向表达基因主要在7条染色体上分布。5.转录组学分析了人工感染溶藻弧菌（V.alginolyticus）雌雄青蟹性腺中差异基因偏向性表达的特点,证明了青蟹存在免疫二态性:青蟹人工感染溶藻弧菌（V.alginolyticus）后,分别用转录组学分析雌雄性腺,雌性腺中有24个免疫相关基因显著诱导表达,其中19个基因上调表达,5个基因下调表达;雄性性腺中共有31个免疫相关基因显著诱导表达,其中24个基因上调表达,7个基因下调表达。雌性性腺中,有12个免疫相关基因在感染后3h、6h和12h表达水平显著变化,如cactus基因和2个proPO系统基因在感染后3h和6h,1个FREP基因和serpins基因在感染后6h被诱导显著表达;在雄性性腺中,28个免疫相关基因仅在感染24小时后才被诱导显著表达,表明雌性对溶藻弧菌（V.alginolyticus）感染的免疫响应比雄性快。而在雄性和雌性的性腺中,只有5个基因同时被诱导显著差异表达。研究还发现,卵巢发育成熟的雌雄青蟹人工感染溶藻弧菌（V.alginolyticus）8天后,雌性的存活率要显著高于雄性（P-value＜0.05）。雌性青蟹感染对虾白斑综合征病毒（WSSV）后,其性腺中有64个免疫基因被显著诱导表达,包括47个显著上调表达的基因和17个显著下调表达的基因。雄性青蟹感染WSSV后,其性腺中有22个基因被显著诱导表达,但这些基因中不存在免疫相关基因。人工感染实验进一步证明了雌雄青蟹的先天性免疫存在性别二态性。