刺参(Apostichopus japonicus)具有重要的商业、营养和科研价值。由于养殖刺参长期近亲繁殖、累代养殖,导致其生长速度下降,如何改良现有刺参的品质,防止其品质下降,已经成为需要解决的问题。杂交是一种改善水产动物品质的途径之一,能够将不同类型的亲本优良性状结合,丰富水产动物的遗传结构,还能获得新的养殖品种,在水产动物品种改良、预防种质退化等方面发挥了巨大作用。本实验内容分两部分。第一部分,为探究刺参杂交种生长优势的内在分子机理,利用俄罗斯远东海域刺参群体(R)与辽宁刺参群体(C)进行种内杂交育种,选取5个家系(RR、CC、RC1、RC3、RC7)12月龄和13月龄刺参的体壁、纵肌、疣足、管足、呼吸树、肠6种组织,采用实时定量PCR方法,对刺参8个生长性状候选基因在不同组织和不同家系中的表达进行相对定量分析。结果表明:EGFR、MAPK7、c-myc、GDF-8基因在刺参体壁组织中的表达量高于其他组织,fibropellin和FGFR-1基因分别在疣足和肠中表达量最高,而MAP3K1和MAP2K4基因在各组织中的表达量无较大差异;与辽宁刺参群体相比,3个杂交家系在生长方面均显示出杂种优势,其中RC3家系各基因表达情况活跃,且生长量大于RC1、RC7和CC家系。此外,刺参八个基因12月龄的基因表达量普遍高于13月龄,推测这种情况与12月龄刺参体质量大于13月龄刺参体质量有关。第二部分实验,构建辽宁刺参、俄罗斯刺参和杂交刺参群体极大个体与极小个体的转录组文库,对三个群体不同大小个体的六个样品进行转录组测序,共得到49.69Gb clean reads,测序数据的Q30碱基百分比在90.47%以上,并将样品的数据与刺参参考基因组进行序列比对,比对效率从62.30%到68.73%不等,基于比对结果,进行可变剪切分析、基因结构优化以及新基因的发掘,共发掘得到新基因5191个,其中2592个基因得到注释。基于比对结果,进行基因表达量分析,根据基因在不同样品中的表达量识别差异基因,并对其进行功能注释和富集分析。俄罗斯具有丰富的刺参野生资源,引入俄罗斯刺参与辽宁刺参杂交。并在子一代中产生了杂种优势,且刺参不同个体间的差异极大。在差异基因分析中,辽宁刺参群体大小差异分组中筛选得到1874个差异基因;杂交刺参群体差异分组中得到2591个差异基因,俄罗斯刺参群体差异分组中,得到3006个差异基因。对差异基因在不同差异分组中进行GO富集分析,不同分组中GO的二级节点富集的差异基因个数不同。对差异基因进行KEGG富集分析,三个不同差异分组中,富集的通路也不相同,且不同路径富集的差异基因数目不一样,在辽参差异分组中,主要的富集通路为:内质网蛋白质加工通路、碳代谢通路、氨基酸的生物合成通路;在杂交家系差异分组中,主要的富集通路为:脂肪酸的降解、脂肪酸的合成、过氧化物酶体、视网醇代谢;而俄参途差异分组中,主要的富集通路为:碳代谢、氨基酸的生物合成、糖酵解途径。对F_大VS F_小、R_大VS R_小、C_大VS C_小三个差异分组的差异基因进行分析,并对所有5646个差异基因在F_大、R_大、C_大中的表达进行基因共表达趋势分析,K值为2。分析结果中,3650个基因在C_大、F_大、R_大中的表达趋势为降低,1996个基因的表达趋势为升高。刺参生长需要大量基因的共同调控,因此三个不同家系刺参间的生长差异是由刺参体内大量基因共同作用形成的结果。本实验的研究可以为刺参优化育种提供重要基础。