海洋污损是人类开发利用海洋资源时,所需要面对的海洋生物聚集生长在人工表面所带来的问题。随着海洋开发力度的增强,海洋生物污损问题也受到广泛关注。近年来,开发新型无毒、高效、环境友好型的抗污损技术,成为海洋防污损技术发展的必然趋势,而探究污损生物的附着机制则是开发新技术的基础条件。海洋污损生物包括动物、植物、微生物,动物主要是指无脊椎动物,藤壶由于其超强的耐受性,分布范围广,是最常见的海洋污损生物之一。本文选取的实验对象就是纹藤壶,纹藤壶的生活史可分为浮游生活阶段和固着生活阶段,由浮游转向固着生活的过程就是我们研究的重点。本文针对纹藤壶幼虫发育变态过程,建立了纹藤壶驯养与幼虫培育模型,对幼虫发育变态过程中发生的体态特征变化进行了研究。在实验前已经有研究表明组胺物质参与了藤壶幼虫变态发育过程的信号传递[116,117]。实验中,不仅定量测定了组胺的含量,而且测定了一系列可能与组胺信号传递过程相关的神经递质、第二信使、蛋白激酶等指标,来探究组胺的具体信号传导途径。本文具体研究结果如下:(1)纹藤壶实验室驯化需保证20℃以上的水温,温度过低或者喂食的营养不够都会影响其幼虫的释放。纹藤壶幼虫释放后需要经过实验室培养5d左右才能变态为金星幼虫,在培养过程中需要定时镜检,观察期生长发育情况。实验结果表明,在纹藤壶幼虫发育变态过程中,其体型会发生很大的改变,这为我们判定纹藤壶各个时期提供了条件。在某些阶段,纹藤壶幼虫的某些特定结构会快速发育,例如在蜕变为金星幼虫后,其甲壳几乎变为原来的2倍。(2)根据邱晶晶[115]的实验结果可知,组胺确实可以促进纹藤壶幼虫的发育变态,因此本实验选用了组胺和其他3种常见的神经递质:多巴胺、肾上腺素、血清素进行测定。为了探寻信号物质如何参与纹藤壶幼虫附着变态过程,首先需要确认幼虫体内是否存在该信号物质,接着进行定量分析。本论文测定结果显示未能通过HPLC检测出纹藤壶幼虫体内含有多巴胺、肾上腺素、血清素,可能是不含有或者含量低于检测线。成功检测出了组胺的存在,并且通过定量分析发现不同阶段纹藤壶幼虫体内组胺含量有显著差异。其变化趋势说明,纹藤壶幼虫发育变态会消耗体内组胺。(3)纹藤壶幼虫发育变态过程中,RNA和DNA含量有显著性变化。单位蛋白中RNA和DNA含量的变化趋势与组胺的变化趋势相一致,其中RNA更加符合。与组胺测定结果相比,在纹藤壶幼虫整个发育变态过程中RNA和His含量的变化趋势是一致的,如此验证了组胺参与了纹藤壶幼虫发育变态的信号传递过程。(4)PKA和PKC是信号传递过程中重要的蛋白激酶。在整个发育变态过程中,PKA和PKC表达量的变化趋势非常相似。在整个发育阶段中,PKA和PKC表达量与单位蛋白的RNA含量变化趋势相似,RNA含量在无节幼虫6期是5期的1.51倍,在此一定程度上验证了纹藤壶幼虫6期的高RNA含量导致了高速的蛋白质合成,其中也包括PKA和PKC的表达。(5)在信号传导过程中,第二信使的主要功能是在细胞内传导并放大信号。本实验选用最主要的四种:DAG、cGMP、cAMP和IP3。实验发现,不同时期纹藤壶幼虫体内第二信使含量差异巨大。其中,DAG含量最低,而cGMP和IP3含量最高。同种第二信使在纹藤壶幼虫生长的不同阶段含量有显著性差异。并且,与组胺含量的变化趋势相比,IP3与其有高度重合性。因此猜测,IP3可能是参与组胺信号传递过程中的第二信使,信号传递途径可能涉及到PIP2途径。综上所述,PKA和PKC的变化趋势也同RNA和His的变化趋势保持一致,但由于第二信使测定结果表明cAMP、DAG可能不是His的下游信号物质。因此,PKA和PKC可能与His的信号传导没有非常直接的联系,但可能与纹藤壶的发育变态的信号传递相关。总而言之,在纹藤壶幼虫发育变态过程中的调控机制非常复杂,极有可能是多种信号途径共同作用。