为探究胰岛素样促雄性腺激素(Insulin-like androgenic hormone,IAG)在甲壳动物性别分化过程作用的分子调控途径,挖掘与IAG蛋白存在互作关系的候选蛋白信息,研究使用红螯螯虾促雄性腺及输精管组织构建核体系酵母文库,利用酵母双杂交技术筛选与IAG互作的候选蛋白,并对关键候选蛋白的编码基因进行克隆与表达分析.获得初级文库容量为1.12×107,次级文库容量为1.28×107;成功筛选到25个阳性克隆,共注释到12个蛋白编码基因;克隆获得关键候选蛋白的编码基因muc5acl(Mucin-5AC-like)的CDS全长474 bp;半定量与荧光定量表达结果表明,muc5acl在红螯螯虾的促雄性腺、精巢及输精管中特异表达,且在雄性个体促雄性腺中的表达水平显著高于间性,在输精管中的表达则相反,推测该基因可能参与雄性激素的分泌及精子运输过程,并与间性红螯螯虾的性腺发育有关.研究结果将为进一步解析IAG调控红螯螯虾间性性别形成的分子机制提供重要信息.

综述几丁质酶的分类,并以 50 条甲壳动物几丁质酶为例,验证氨基酸同源性的分类方式可以将甲壳动物几丁质酶细分为Group 1～Group 7.重点介绍甲壳动物几丁质酶的结构和功能,结构方面主要从Group 1～Group 7几丁质酶氨基酸序列的保守基序(Motif)组成特点和Group 1～Group 7 几丁质酶结构域组成特点进行阐述,并以三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)几丁质酶为例结合解析过的几丁质酶结构,预测甲壳动物几丁质酶三维空间结构特点;功能方面几丁质酶主要参与几丁质食物的消化、蜕皮时旧壳的消化以及通过降解病原体几丁质外壳来对抗病原,发挥免疫防御的功能.

以大陈岛礁海域甲壳类为研究对象,多维度分析其多样性时空格局,探索指数间关系,并检验不同层面多样性对局地尺度环境因素的响应.旨在全面多尺度探究大陈岛礁海域甲壳动物群落生态现状,从物种多样性、谱系多样性和功能多样性等不同视角展示该海域生物多样性特征.结果显示:甲壳类群落多样性具有季节异质性,Shannon-Wiener指数(H')、分类多样性指数(Delta)和分类差异指数(Delta*)在秋、春季显著较高,而功能丰富度指数(FRic)在夏、冬季显著较高,功能分异指数(FDiv)和功能分散指数(FDis)在夏季明显低于其它季节.同一维度内,指数间表现出不同程度相关性,物种多样性指数间相关性相对较强.不同维度间,物种丰富度指数(S)与功能丰富度指数(FRic)中度正相关,分类多样性指数(Delta)和分类差异指数(Delta*)与功能分散指数(FDis)中到高度相关.对于局地尺度环境因子变化的响应,功能多样性最为强烈,谱系多样性次之,而物种多样性的关键生态驱动可能为较大尺度的空间因素.研究表明,不同层面多样性的形成受到不同尺度生态因子驱动,因此综合各维度多样性特征及对应受控因子分析,在生物多样性评估中可揭示指数背后更为全面和完整的生态过程.

蟹类是潮间带大型底栖无脊椎动物的重要代表,也是红树林湿地生态系统的重要组分之一.海南东寨港国家级自然保护区是我国最典型的红树林湿地生态系统,在东亚海洋生物地理区划上也具有重要意义.然而,目前对该区域潮间带蟹类物种丰富度的了解有限,其区系特点尚不明确.本文基于对该保护区内16个样点的采样调查,结合东寨港历史分布记录种的整理和校对,更新了东寨港潮间带蟹类物种名录,并对其区系特点进行了分析.野外共采集蟹类标本207号,分属17科39属64种.其中23种为东寨港新记录,包括海南省新记录的突额薄板蟹(Elamena rostrata)和细爪拟相手蟹(Parasesarma ungulatum).至本研究止,东寨港共记录潮间带蟹类22科63属115种,包括7种历史记录存疑种.研究结果表明,东寨港潮间带蟹类区系具典型的东亚暖水性性质,印度-西太平洋暖水区系成分占绝对优势,且和中国南海北部大陆沿海区系的关系较密切,与两广、福建等地沿海同属中国亚热带近海底栖动物区系.本研究可为保护区的物种编目、生物多样性保护及南海北部生物地理学研究提供基础资料.

潮间带蟹类是近岸底栖生物区系中最具代表性的生态类群之一.我国南海北部潮间带底栖蟹类丰富,但不同区域的研究进展差异显著.相较于粤东、北部湾和海南岛,目前对粤西岸段潮间带蟹类区系的了解相对欠缺.东海岛与硇洲岛地处雷州半岛东侧,其潮间带蟹类区系是揭示粤西及南海北部近岸底栖生物地理格局不可或缺的一环.本文基于对东海岛与硇洲岛22个采样点的潮间带采样调查,结合对硇洲岛历史记录种的整理和订正,编目更新了两岛的潮间带蟹类物种名录,并梳理了各物种在中国海区沿岸的地理分布.本次调查共采集蟹类标本325号,分属26科62属91种,其中52种为两岛潮间带的新记录.至本研究止,东海岛与硇洲岛共记录潮间带蟹类33科91属150种.其中72.0％的种类为南海-台湾海峡或南海-东海分布的热带/亚热带种,28.0％为南海-黄渤海广布种.研究区域在近岸底栖生物区系上与南海周边地区关系密切,90.7％的潮间带蟹类物种在海南岛有分布,82.7％在北部湾有分布,82.0％在台湾岛有分布,72.7％在东南亚有分布.结果表明,雷州半岛东侧在生物地理区划上与海南岛北部同属于中国亚热带近海底栖动物区系,雷州半岛及琼州海峡对潮间带底栖生物扩散的地理屏障效应不甚明显.本研究可为中国近岸底栖生物区系区划研究、海洋生物资源利用与保护提供数据和参考.

[背景]壳聚糖是广泛存在于甲壳动物的一种多糖,具有广谱的抗真菌活性,但壳聚糖是否影响炭黑曲霉(Aspergillus carbonarius)和硫色镰刀菌(Fusarium sulphureum)生长和发育尚未见报道.[目的]明确不同浓度壳聚糖对A.carbonarius和F.sulphureum生长和发育的影响.[方法]通过在potato dextrose agar(PDA)培养基中添加不同浓度壳聚糖,测定两种真菌的菌落直径、生物量和菌丝干重,观察产孢量、孢子萌发和芽管长度,比较抑菌的差异.[结果]壳聚糖处理可显著改变两种真菌的菌落形态,处理浓度越高菌落皱缩和变形越明显;壳聚糖还可以有效抑制两种真菌的菌落生长、菌丝干重和菌丝生物量,抑制效果呈明显的浓度依赖,对F.sulphureum的抑制效果更好.壳聚糖可抑制两种真菌的产孢量、孢子萌发和芽管伸长,处理浓度越高抑制效果越好,对F.sulphureum的抑制效果更为明显.壳聚糖对A.carbonarius和F.sulphureum的EC50值分别为 0.12 mg/mL和 0.075 mg/mL.[结论]壳聚糖可有效抑制A.carbonarius和F.sulphureum的生长发育,抑制效果呈浓度依赖,F.sulphureum对壳聚糖更为敏感.

蜕皮是罗氏沼虾重要的生理过程,为了探究罗氏沼虾蜕皮周期中内分泌调控与蜕皮通路中相关基因在蜕皮周期中的表达模式,阐明罗氏沼虾蜕皮的分子调节通路.本研究测定了罗氏沼虾肝胰腺和血淋巴组织中蜕皮周期内蜕皮相关酶活性(谷氨酰胺合成酶,β-N乙酰氨基葡萄糖苷酶和几丁质酶)与蜕皮激素含量,并通过RT-qPCR分析了蜕皮信号通路中Mr-ETHR、Mr-FTZ-F1 以及RXR、ECR和MIH基因在罗氏沼虾不同蜕皮周期内的表达模式.酶活测定结果表明,谷氨酰胺合成酶在血淋巴组织中活力高于肝胰腺组织(P<0.05);β-N乙酰氨基葡萄糖苷酶在肝胰腺和血淋巴组织中蜕皮前期的活力远高于蜕皮后期(P<0.05).在肝胰腺中几丁质酶在蜕皮后期活力显著高于其他时期(P<0.05).肝胰腺和血淋巴组织中蜕皮激素含量在蜕皮间期最低,蜕皮后期达到最高,呈上升趋势.通过PCR扩增与测序验证获得了Mr-ETHR、Mr-FTZ-F1 基因ORF全长序列,Mr-ETHR基因ORF全长 1 173 bp,编码 390 个氨基酸;Mr-FTZ-F1 基因ORF全长为 1 206 bp,编码 401 个氨基酸.荧光定量结果表明Mr-ETHR、Mr-RXR和Mr-ECR在蜕皮后期表达量达到最高,而Mr-FTZ-F1 在蜕皮前期表达量达到最高.Mr-MIH在蜕皮间期表达量达到最高,蜕皮后期表达量最低,呈下降趋势.聚类分析及相关性分析结果表明Mr-ETHR与Mr-RXR和Mr-ECR表达模式相近且呈极显著正相关(r=0.7030,P<0.01;r=0.8680,P<0.01),Mr-FTZ-F1 和Mr-MIH表达模式相近且呈极显著正相关(r=0.6665,P<0.01),而Mr-FTZ-F1 与Mr-ECR和Mr-ETHR呈极显著负相关(r=-0.8339,P<0.01;r=-0.6275,P<0.01).研究表明罗氏沼虾的蜕皮过程受谷氨酰胺合成酶、β-N乙酰氨基葡萄糖苷酶和几丁质酶的调节,Mr-ETHR、Mr-RXR、Mr-ECR、Mr-FTZ-F1 和Mr-MIH参与调控罗氏沼虾蜕皮过程,Mr-ETHR、Mr-RXR和Mr-ECR在蜕皮信号通路中起正向调节作用,而Mr-FTZ-F1 和Mr-MIH起负调节作用.本研究结果为甲壳动物蜕皮信号通路下游基因的蜕皮调控机制研究提供了基础资料.

为研究三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)高迁移率族蛋白B(High-mobility group box protein,HMGB)在其先天免疫中发挥的功能,利用RACE技术首次克隆得到了三疣梭子蟹HMGBa基因,命名为PtHMGBa.其cDNA序列全长1030 bp,其中5'端非编码区(UTR)为94 bp,3'端非编码区(UTR)为255 bp,开放阅读框(ORF)为681 bp,编码一个含有227个氨基酸,分子量25.82kD,理论等电点为5.94的蛋白质.PtHMGBa蛋白包含2个HMG盒结构域和一个酸性尾部结构域.分析表明,三疣梭子蟹HMGBa氨基酸序列与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) HMGBa相似度最高.实时荧光定量PCR结果显示,PtHMGBa基因在血细胞和肝胰腺的表达量最高,在眼柄中表达量最低.在副溶血弧菌和WSSV感染过程中,PtHMGBa基因在肝胰腺和血细胞中均出现了表达上调.其中,经副溶血弧菌感染后,该基因在上述2种组织中分别于48h和6h达到表达量的峰值;经WSSV感染后,该基因在2种组织中均在12h达到表达量的峰值.结果表明PtHMGBa基因参与了三疣梭子蟹抵御外来病原的免疫响应,研究为深入开展三疣梭子蟹和其他甲壳动物的免疫调控机理提供了科学依据.

Crustin是一类具有广谱抗菌活性的且富含半胱氨酸的小分子抗菌肽,广泛分布于甲壳动物中.为研究Crustin Ⅱ基因在墨吉明对虾中的免疫功能,本研究采用了RT-PCR技术获得了墨吉明对虾Crustin Ⅱ基因的ORF序列,共390 bp,编码一个129个氨基酸残基的多肽,且具有典型的Ⅱ型Crustin基因结构:N-末端的信号肽、C-末端的WAP (whey acidic protein)结构域、Gly和Cys富集区;运用实时荧光定量PCR技术检测了Crustin Ⅱ基因在墨吉明对虾不同组织中的表达模式,数据分析表明,Crustin Ⅱ在血细胞中高量表达,而在肠道、鳃、肝胰腺、尾部肌肉、胃、眼柄和心脏组织中的表达量非常低,且具有显著性差异;同时本研究运用原核重组表达技术成功诱导出Crustin Ⅱ蛋白.本研究为进一步探究Crustin在对虾的先天性免疫功能和防御机制提供理论依据.

本研究从日本沼虾精巢均一化cDNA文库中筛选到一条Mn Cht1C表达序列片段(expressed sequence tags,EST),该序列具有完整的基因编码区,编码区长度为1 473 bp,编码490个氨基酸.MnCht1C编码的蛋白质具有完整的几丁质酶结构,N端的前23个氨基酸为信号肽,第24～406位氨基酸序列为几丁质酶催化结构域(catalytic domain),第407～433位氨基酸序列为Ser/Thr富含区(S/T-rich linker),其作用在于连接催化结构域与几丁质结合结构域.qPCR分析MnCht1C在日本沼虾各组织和各发育阶段表达情况,研究发现其主要在肝胰腺、肠、眼柄、表皮、精巢5种组织中表达;幼体发育时期不表达,而直至变态时期才开始表达.MnCht1C在日本沼虾整个蜕壳周期的表达呈波动性,蜕壳中期表达水平最高,随着蜕壳这一生理过程的完成,其表达水平也相应地下降直至蜕壳间期无表达水平检出,随着新一轮蜕壳的进行,其表达水平又开始逐渐升高.本研究结果为研究几丁质酶基因在日本沼虾和其他甲壳动物蜕壳及生殖发育中的作用提供参考.