六种海胆及四种杂交海胆管足骨片类型和数量

为研究不同种类海胆Echinoidea管足内骨片类型和数量,利用光学显微镜对6种海胆(中间球海胆Strongylocentrotus intermedius、紫海胆Anthocidaris crassispina、光棘球海胆Mosecentrotus nudus、海刺猬Glyptocidaris crenularis、高腰海胆Mespilia globulus、马粪海胆Hemicentrotus pulcherrimus)及4种杂交海胆(中间球海胆♀×紫海胆♂S.intermedius♀×A.crassipine♂、中间球海胆♀×马粪海胆♂S.intermedius♀×H.pulcherrimus♂、中间球海胆♂×马粪海胆♀S.intermedius♂×H.pulcherrimus♀、中间球海胆♀×光棘球海胆♂S.intermedius♀×A.crassipine♂)管足的骨片进行了观察统计并分析。结果表明:10种海胆共有C形体、S形体、杆状体、三叉形体、海马状体5种骨片类型,且不同种海胆骨片类型和数量存在显著性差异;杂交海胆未产生新的骨片类型,拥有双亲的部分骨片类型,在骨片数量上倾向于双亲的平均值。研究表明,利用海胆管足内骨片类型和数量可完全区分出这10种海胆,本研究结果可为海胆分类提供理论依据,也可为杂交种的鉴定提供参考。     

六种海胆及四种杂交海胆管足骨片类型和数量

为研究不同种类海胆Echinoidea管足内骨片类型和数量,利用光学显微镜对6种海胆(中间球海胆Strongylocentrotus intermedius、紫海胆Anthocidaris crassispina、光棘球海胆Mosecentrotus nudus、海刺猬Glyptocidaris crenularis、高腰海胆Mespilia globulus、马粪海胆Hemicentrotus pulcherrimus)及4种杂交海胆(中间球海胆♀×紫海胆♂S.intermedius♀×A.crassipine♂、中间球海胆♀×马粪海胆♂S.intermedius♀×H.pulcherrimus♂、中间球海胆♂×马粪海胆♀S.intermedius♂×H.pulcherrimus♀、中间球海胆♀×光棘球海胆♂S.intermedius♀×A.crassipine♂)管足的骨片进行了观察统计并分析。结果表明:10种海胆共有C形体、S形体、杆状体、三叉形体、海马状体5种骨片类型,且不同种海胆骨片类型和数量存在显著性差异;杂交海胆未产生新的骨片类型,拥有双亲的部分骨片类型,在骨片数量上倾向于双亲的平均值。研究表明,利用海胆管足内骨片类型和数量可完全区分出这10种海胆,本研究结果可为海胆分类提供理论依据,也可为杂交种的鉴定提供参考。     

中间球海胆(♀)与光棘球海胆(♂)种间杂交及自繁后代生长与表型特征比较

为了解中间球海胆Strongylocentrotus intermedius(Si)与光棘球海胆Strongylocentrotus nudus(Sn)杂交后代的杂种优势及表型特征,以同期培育的中间球海胆(♀)与光棘球海胆(♂)种间杂交子一代(Si♀×Sn♂)幼胆及自繁子一代幼胆为研究对象,对3种海胆的成活率、生长表现(生长速度和表型变异)和表型特征(管足色素细胞数量、骨片形状、棘刺的颜色和长度)进行了比较。结果表明:经过90 d的养殖,中间球海胆和光棘球海胆的最终成活率均为100%,杂交海胆为97%,但3种海胆间无显著性差异(P>0.05);在0⁶0 d的养殖范围内,杂交海胆具有最快的特定生长率(4.00%/d),且显著高于中间球海胆(2.91%/d)和光棘球海胆(3.15%/d)(P<0.05),而后两者之间无显著性差异(P>0.05),6060 d的养殖范围内,杂交海胆具有最快的特定生长率(4.00%/d),且显著高于中间球海胆(2.91%/d)和光棘球海胆(3.15%/d)(P<0.05),而后两者之间无显著性差异(P>0.05),60⁹0 d时,3种海胆的特定生长率之间均无显著性差异(P>0.05);试验结束时,杂交海胆体质量的变异系数(76.12%)显著高于光棘球海胆(63.81%)和中间球海胆(52.05%)(P<0.05),表明种间杂交显著增加了后代的遗传变异;光棘球海胆管足中色素细胞数量最多,中间球海胆最少,杂交海胆的色素细胞数量介于父母本之间;杂交海胆棘刺为浅紫色,介于中间球海胆的白色和紫海胆的深紫色之间,而棘长较父母本细短;与棘色和管足颜色不同,杂交海胆骨片两端的突起产生了新的变异。研究表明,在幼胆期杂交海胆的表型特征明显区别于父母本,具有更快的生长速度和更高的变异水平,具有较高的育种价值。     

虾夷马粪海胆NLR家族基因片段的克隆及表达特征分析

采用同源克隆和半定量RT-PCR方法,对虾夷马粪海胆Strongylocentrotus intermedius NLR家族基因片段进行了克隆和组织表达特征分析。将紫球海胆S.purpuratus的9组NLR家族聚类的编码区序列进行比对后,根据保守区域设计引物扩增虾夷马粪海胆中相应的基因,通过测序获得了9组不同NLR聚类基因片段,每组各10个测序结果,通过基因序列及氨基酸序列比对分析,发现存在长度及序列结果上的差异,这说明每组NLR家族聚类都存在多个家族成员。同时选取虾夷马粪海胆的不同组织提取RNA,反转录后使用同样的引物进行半定量RT-PCR分析,结果表明,NLR基因在虾夷马粪海胆的管足、肠、围口膜、体腔细胞、性腺中存在高效表达,且在围口膜及性腺中表达量最高,表明NLR基因在虾夷马粪海胆中普遍表达,并存在表达差异。研究表明,NLR基因在海胆免疫过程中起着重要作用。     

中间球海胆幼体及稚海胆生长性状的遗传参数估计

为估计中间球海胆Strongylocentrotus intermedius幼体及稚海胆生长性状的遗传参数,采用巢式不平衡设计方法建立了44个中间球海胆全同胞家系,并测量了各家系海胆四腕幼体、六腕幼体和八腕幼体等各期浮游幼体的体长以及受精后30 d的稚海胆壳径,采用动物模型和约束性最大似然法(REML)估计了中间球海胆幼体和稚海胆生长性状的遗传参数。结果表明:中间球海胆四腕幼体和八腕幼体体长的遗传力分别为0.705±0.373和0.538±0.444,为高度遗传力,六腕幼体体长和稚海胆壳径的遗传力均接近于0,为低度遗传力;各阶段幼体体长和稚海胆壳径的共同环境效应为0.048⁰.352;各阶段幼体体长间遗传相关为正相关(0.3000.352;各阶段幼体体长间遗传相关为正相关(0.300⁰.518),各阶段幼体体长与稚海胆壳径间的遗传相关为负相关(-0.1520.518),各阶段幼体体长与稚海胆壳径间的遗传相关为负相关(-0.152^-0.435)。本研究结果可为制定中间球海胆的早期选择和间接选择选育方案提供参考依据。     

升温对不同管足颜色中间球海胆家系免疫相关酶活性及MDA含量影响的初步研究

为研究升温对不同管足颜色中间球海胆家系免疫相关酶活性及MDA含量的影响,设置不同温度梯度(15、20、22、24、26℃),分别对不同管足颜色海胆家系体腔液中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、溶菌酶(LZM)及丙二醛(MDA)含量进行测定。结果显示:随着水温升高,RR、RW、WR、WW家系中间球海胆SOD、CAT、POD、LZM活性均呈先升高后降低的趋势。RR、RW、WR、WW家系SOD活性范围分别为2.39~4.36、2.79~5.17、2.71~4.97、3.66~5.69 U/m L;CAT活性范围为63.02~112.76、62.47~169.37、66.40~140.77、72.29~149.20 U/m L;POD活性范围为1.65~14.59、0.89~13.88、2.08~14.68、2.49~15.62 U/m L;LZM活性范围为9.82~109.23、12.10~110.37、7.82~112.16、11.18~107.83 U/m L。RR、RW、WR家系中间球海胆MDA含量呈先降低后升高的趋势,含量范围分别为0.97~2.34、0.82~2.40、0.96~2.23 nmol/m L,WW家系中间球海胆MDA含量呈缓慢升高的趋势,含量范围为1.55~2.60 nmol/m L。红、白管足中间球海胆SOD、CAT、POD、LZM活性也均呈先升高后降低的趋势,红管足海胆MDA含量呈先降低后升高的趋势,白管足海胆MDA含量则呈升高的趋势。随着水温升高,RR家系海胆SOD活性对升温胁迫响应早于WW家系海胆,RR家系海胆MDA含量低于WW家系海胆MDA含量;RW家系海胆CAT活性高于WW家系海胆;红管足海胆SOD、POD活性均高于白管足海胆,其中POD活性变化差异显著(P<0.05);26℃时,红管足海胆MDA含量显著低于白管足海胆MDA含量(P<0.05)。以上结果表明,以红管足海胆为亲本培育的海胆家系对升温响应更灵敏、更耐高温。     

中间球海胆幼体及稚海胆生长性状的遗传参数估计

为估计中间球海胆Strongylocentrotus intermedius幼体及稚海胆生长性状的遗传参数,采用巢式不平衡设计方法建立了44个中间球海胆全同胞家系,并测量了各家系海胆四腕幼体、六腕幼体和八腕幼体等各期浮游幼体的体长以及受精后30 d的稚海胆壳径,采用动物模型和约束性最大似然法(REML)估计了中间球海胆幼体和稚海胆生长性状的遗传参数。结果表明:中间球海胆四腕幼体和八腕幼体体长的遗传力分别为0.705±0.373和0.538±0.444,为高度遗传力,六腕幼体体长和稚海胆壳径的遗传力均接近于0,为低度遗传力;各阶段幼体体长和稚海胆壳径的共同环境效应为0.048~0.352;各阶段幼体体长间遗传相关为正相关(0.300~0.518),各阶段幼体体长与稚海胆壳径间的遗传相关为负相关(-0.152~-0.435)。本研究结果可为制定中间球海胆的早期选择和间接选择选育方案提供参考依据。     

光棘球海胆性腺氨基酸组成的研究

于2006年5、6、8月测定了光棘球海胆Strongylocentrotus nudus雌、雄个体性腺中氨基酸含量及组成。结果表明:光棘球海胆氨基酸含量为30.75%⁴8.52%(质量分数,下同),其中鲜味氨基酸含量为15.33%48.52%(质量分数,下同),其中鲜味氨基酸含量为15.33%²1.84%,必需氨基酸含量占氨基酸总量的42.67%21.84%,必需氨基酸含量占氨基酸总量的42.67%⁵2.50%,鲜味氨基酸含量占总氨基酸含量的43%以上。光棘球海胆中甘氨酸含量最高(3.76%52.50%,鲜味氨基酸含量占总氨基酸含量的43%以上。光棘球海胆中甘氨酸含量最高(3.76%⁵.02%),谷氨酸含量(2.99%5.02%),谷氨酸含量(2.99%⁴.79%)次之;雌、雄个体以及排放精、卵时其氨基酸组成变化较大;过熟及迟熟的海胆无论是氨基酸总量,还是必需氨基酸、鲜味氨基酸含量都低于早期成熟海胆;雄性海胆性腺鲜味氨基酸含量高于雌性,因此雄性更美味。研究表明,生产中采集海胆最好在海胆早期成熟阶段,在海胆成熟后期自然排放之前采收完毕。     

中间球海胆、光棘球海胆自繁和杂交后代幼体发育及对高温的反应

对中间球海胆Strongylocentrotus intermedius(Si)和光棘球海胆S.nudus(Sn)进行完全双列杂交,通过对自繁后代(Si♀×Si♂、Sn♀×Sn♂)和杂交子代(Si♀×Sn♂、Sn♀×Si♂)的幼体发育进行观察,详细描述了幼体发育各个阶段的形态特征,并在18、22、26、30℃4个温度下对自繁和杂交子代的受精率、孵化率、各幼体时期的畸形率和生长状况进行了测量和分析。结果表明:杂交海胆的受精率均显著低于自繁海胆(P<0.05),Si♀×Sn♂杂交海胆在18℃时的孵化率与自繁海胆无显著性差异(P>0.05);Si♀×Sn♂杂交海胆幼体形态融合了两种自繁幼体的特征;温度对光棘球海胆自繁和杂交海胆子代的受精率、孵化率均有显著影响(P<0.05),中间球海胆在22℃下的受精率和孵化率最高,而光棘球海胆的最适受精和孵化温度为18℃,Si♀×Sn♂杂交海胆最适受精温度为22℃,而最适孵化温度为18℃;温度对海胆幼体发育的畸形率和生长均有显著影响(P<0.05),3种海胆幼体的最适生长水温均为18℃,Si♀×Sn♂杂交海胆在四腕幼体时期的畸形率最低,体长最小,除在八腕幼体时期畸形率最高外,在六腕幼体和八腕幼体时期的畸形率和生长性状均是介于自繁幼体之间。研究表明,Si♀×Sn♂杂交海胆在胚胎发育早期具有母本的热耐受性和生长劣势,但是随着幼体的生长发育,母性效应逐渐减弱,其在生长方面逐渐体现出父本的生长优势。     

海洋酸化和升温对中间球海胆幼虫发育和生长的影响

为了研究海洋酸化和气候变暖对海洋生物的联合作用,按照文献[4]和[7]中对海洋环境变化的预测趋势,设置了3组海水,即对照组(pH为7.93～7.99,水温T为18℃)、试验组E3(在对照组基础上pH减小0.3,T升高3℃)、试验组E6(在对照组基础上pH减小0.6,T升高6℃),在此条件下对中间球海胆Strongylocentrotus intermedius幼虫的发育及生长情况进行了研究。结果表明:酸化及升温海水对海胆孵化率没有显著影响;E3组海胆与对照组发育进程一致,而E6组则较慢;E3和E6组海胆分别存活了18 d和12 d,分别发育至八腕幼虫和四腕幼虫阶段,可见试验海水环境严重影响海胆幼虫的存活;E3组海胆幼虫的生长在受精后的前10 d与对照组差异不显著(P>0.05),之后显著低于对照组(P<0.05),而E6组海胆幼虫的生长在整个试验阶段均显著低于对照组(P<0.05);将骨针长度分解为口后腕骨针长度和躯干部骨针长度,各组海胆的生长差异主要表现在口后腕骨针长度上;试验组长腕幼虫畸形均不同程度地表现为腕短小、萎缩、腕骨针折断、骨针弯曲变形等。研究表明,中间球海胆对海洋酸化和气候变暖的海洋环境非常敏感,如果按照预测趋势,海洋环境变化将会对该海胆产生严重的负面影响。