IOCAS-IR  > 实验海洋生物学重点实验室
近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)盐度适应与分化机制
刘星宇
Subtype硕士
Thesis Advisor李莉
2019-05
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral中国科学院海洋研究所
Degree Name工程硕士
Keyword近江牡蛎,盐度适应,生理响应,转录组,加权共表达网络分析
Abstract

近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)隶属于双壳纲(Bivalvia),珍珠贝目(Pterioida),牡蛎科(Ostreidae,巨蛎属。它主要分布在盐度为10-25的河口区。其在生活史中时常经历大的、快速的盐度波动。与其他潮间带动物不同,牡蛎附着在岩石上,流动性的缺乏迫使它们进化出许多调节机制,以适应高度动态的压力环境。近江牡蛎对高盐或低盐环境的良好耐受性使其成为检测胁迫响应和适应能力的极好的研究材料。

  1. 三个不同野生群体间耐盐性及生理响应差异

我们以三个野生群体(滨州、江门、新义州)的F1个体为样品,讨论了它们的生长及盐度适应性差异。以滨州群体为样品,测定了高、低盐度下14天半致死盐度与亚致死盐度,结果分别是低盐下,亚致死盐度为21,半致死盐度为低于0;高盐下,亚致死盐度为55,半致死盐度为60,这一基础性数据为后续生理实验的盐度处理标准提供了依据。在盐度响应机制中我们测定了亚致死盐度(2155)暴露下与能量代谢和抗氧化调节相关的指标,包括丙二醛(MDA)含量、丙酮酸激酶(PK)、三磷酸腺苷酶(ATPase)和超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果表明滨州群体不论在生长还是耐盐性方面在三个群体中均有较好表现。在能量代谢方面,牡蛎通过抑制有氧代谢以降低能量需求,并开始产生无氧代谢以最大限度地减少ROS的产生,避免机体损伤以适应极端压力在低盐和缺氧应激下牡蛎会将丙酮酸激酶维持在较低水平,这可能是一种应激下的代偿机制。在抗氧化调节机制中,为了缓解自由基损伤机体倾向于增强消除自由基能力。面对高强度的盐度胁迫时,牡蛎则需要调动更多的生物调节功能,需要更多的能量,表现为呼吸率的上升。这些结果提供了一个对近江牡蛎盐度应激响应生理层次上的理解,并在三个野生群体中的筛选出了耐盐群体,为后续高盐品系的构建提供了支持。

2. 高盐胁迫下的盐度响应分子机制

为了了解牡蛎对盐度胁迫的适应能力,我们对来自两个不同地理位置的牡蛎(滨州、新义州)进行了转录组分析,研究了16、23和30盐度胁迫下的代谢相关途径。我们完成了18个样本的转录组测序,组装后共获得52392个非冗余基因。利用不同盐度和不同种群的眼点幼虫的RNA-Seq转录组数据进行差异表达基因(DEGs)分析和加权基因共表达网络分析(WGCNA)。结果表明,在中高盐度(23和30)条件下,与渗透压调节相关的基因、氧化还原过程以及复杂转录调控和信号转导途径相关的调控网络是对抗盐度胁迫的主要响应途径。此外,在高盐度应激下不同种群的牡蛎幼虫的代谢过程、氧化还原过程、氨基酸转运和代谢等相关基因存在差异。这些结果提供了一个近江牡蛎应对渗透压力和维持生长所需的系统的、多途径的且相互作用的框架,这其中包含了许多复杂的细胞过程。此外,这些结果有助于进一步研究海洋无脊椎动物对高渗胁迫的生理适应的生物学过程,并为我们随后寻找耐高盐度种群提供分子基础。

Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/156844
Collection实验海洋生物学重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
刘星宇. 近江牡蛎(Crassostrea ariakensis)盐度适应与分化机制[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院大学,2019.
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