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厚壳贻贝(Mytilus coruscus)是一种海洋经济贝类,因其营养价值丰富而成为我国沿海地区主要的养殖贝类之一。贻贝的产量受到幼苗成活率,成贝的抗病能力等因素的影响,尤其是近几年海洋环境恶化,给贻贝的养殖带来许多负面影响。因而厚壳贻贝幼虫的变态发育机理和环境胁迫下成贝免疫机制的研究成为保证贻贝健康养殖的有效手段。章鱼胺受体(octopamine receptor,OAR)是G蛋白偶联受体家族的成员之一,在无脊椎动物的变态发育以及环境胁迫下的应激反应中起到重要作用。本研究基于厚壳贻贝外套膜转录组数据,克隆了章鱼胺受体基因McOAR2的c DNA全长并对其具体的功能进行研究;探索了章鱼胺及其受体在厚壳贻贝变态发育及环境压力下的免疫响应。主要结果如下:1.McOAR2在厚壳贻贝幼虫变态发育过程中的作用研究首先从本实验室的厚壳贻贝转录组数据中获取了章鱼胺受体基因(McOAR2)的部分序列,通过RACE技术克隆了其c DNA全长,该基因全长2055 bp,其中包含1692 bp的开放阅读框(ORF),编码563个氨基酸。将其氨基酸序列与以下物种进行多重序列比对分析发现,该序列和长牡蛎(Crassostrea gigas)的OAR2、OA/TAR2、美洲牡蛎(Crassostrea virginica)、合浦珠母贝(Pinctada fucata)、虾夷扇贝(Mizuhopecten yessoensis)、青螺(Lottia gigantea)、福寿螺(P.canaliculate)、静水椎实螺(Lymnaea stagnalis)、加州海螺(Aplysia californica)、双班蛸(Octopus bimaculoides)相似度分别为52.09%、52.61%、52.97%、52.17%、53.08%、45.27%、44.12%、42.68%、55.64%、40.14%。实时荧光定量PCR(RT-q PCR)检测了McOAR2基因在厚壳贻贝幼虫各发育阶段的表达情况,结果表明眼点幼虫的表达量显著高于其他阶段,推测McOAR2基因可能参与了厚壳贻贝眼点幼虫到稚贝的变态发育过程;为了进一步验证这一结论,本研究选择了部分章鱼胺受体激动剂和拮抗剂等药物,分别对厚壳贻贝眼点阶段幼虫进行暴露实验。结果显示,激动剂实验中,24 h暴露和持续暴露条件下,激动剂在不同浓度表现出不同程度的诱导活性,其中章鱼胺在10-6~10-4 mol/L浓度均表现出诱导活性;在拮抗剂实验中,10-6~10-4 mol/L米塞林、甲氧氯普胺、氯丙嗪均抑制了眼点幼虫的变态过程。虽然章鱼胺具有诱导眼点幼虫变态的作用,但其是否通过McOAR2进行调控还未可知,因此采用RNAi技术将眼点幼虫的McOAR2进行敲降,对缺失McOAR2的眼点幼虫进行诱导变态实验,发现其变态率显著降低。由此得出结论,厚壳贻贝中存在章鱼胺受体基因(McOAR2),且章鱼胺可通过McOAR2调控眼点幼虫的变态发育过程。2.McOAR2在温度升高及弧菌诱导后的表达分析为探究章鱼胺及其受体(McOAR2)在厚壳贻贝免疫过程中的作用,本研究采用RT-q PCR分析了McOAR2在厚壳贻贝成体各组织中的表达情况;用革兰氏阴性菌嗜环弧菌(Vibro cyclitrophicus)在21、27℃两个温度下感染健康贻贝,通过RT-q PCR检测感染后McOAR2基因的表达变化,利用液相色谱质谱联用仪(LC-MS)检测血清中章鱼胺的含量,并对相关免疫酶活进行测定。结果如下,各个组织中均检测到McOAR2受体基因,且足、鳃中的表达量显著高于其他组织,推测该基因可能与厚壳贻贝抵御外界环境有关;对21、27℃两个温度下,V.cyclitrophicus后的足、鳃、血淋巴进行McOAR2基因定量,发现其表达量在足、鳃中无明显变化,在血淋巴中,21℃条件下,V.cyclitrophicus感染后血淋巴中McOAR2基因表达量从3 h开始上升,6 h达到最高值,随后趋于稳定;27℃时,在诱导0 h至6 h之间,McOAR2表达量迅速上升,6 h达到最高值,随后有所下降并趋于稳定;血清中章鱼胺含量在两个温度感染后均呈现先升高后降低的趋势,但21℃处理组整体无显著性差异(P>0.05),27℃处理组,章鱼胺含量在12 h达到最大值且具有显著性差异(P<0.05),随后显著下降,在48 h降至初始水平,且感染前12 h,27℃处理组章鱼胺含量均高于21℃处理组;21℃处理组的SOD活性呈现先降低后上升趋势,但整体无显著性变化(P>0.05)。当温度为27℃时,SOD活性从12 h显著上升(P<0.05),在24 h到达最大值61.87 U/ml,随后显著下降至初始状态。CAT活性在两个温度下均无显著性差异。以上结果表明章鱼胺受体可能参与了厚壳贻贝抵御细菌的免疫反应,且在高温下介导的免疫反应更强烈。3.细菌感染及温度升高对厚壳贻贝血淋巴章鱼胺含量及细菌群落组成的影响研究血淋巴是海洋无脊椎动物免疫反应的关键部位,血淋巴中的微生物群落可以通过提高免疫功能来影响病原体对宿主的感染,而章鱼胺是压力下的循环激素,在血淋巴中起到吞噬作用,其含量受到免疫反应剧烈程度的影响。本研究调查了厚壳贻贝血淋巴中章鱼胺含量及微生物群落在细菌感染与温度的双重作用下所产生的变化情况。在27℃时,暴露于含有V.cyclitrophicus的海水中导致厚壳贻贝的高死亡率,16S r RNA基因测序结果表示,这与降低其微生物群落的多样性有关,且温度是塑造贻贝血淋巴中微生物群落的重要因素,此过程中血清中的章鱼胺含量显著升高,说明环境胁迫造成血淋巴微生物多样性的降低,诱导了血清中章鱼胺的释放,过量的章鱼胺增加了贻贝对疾病的易感性。线性判别分析(LEf Se)可筛选健康贻贝与死亡贻贝血淋巴中的差异细菌,作为环境标志物,用于分析贻贝生存状况的健康指标。