“东优1号”杂色鲍(Haliotis.diversicolor),是以杂色鲍台湾群体为母本,杂色鲍日本群体为父本的杂交鲍新品种,相比亲本具有高水平的抗性杂种优势,表现出高于亲本的越冬养殖存活率。目前,该新品种已在生产上得到广泛的推广和应用,在相当程度上解决了杂色鲍冬季暴发性死亡的问题。然而,对其高存活率杂种优势的生理基础和分子机制,尚缺乏较为深入的了解。为了在鲍的育种生产中更科学、有效地利用杂种优势理论,也为了更清晰地认识贝类杂种优势的分子机制,本文结合生理学实验和分子生物学手段,针对鲍越冬养殖存活率相关的耐低温和抗病两方面的特性,对杂色鲍“东优1号”群体(DY),及其亲本群体杂色鲍台湾群体(TW),杂色鲍日本群体(JP)进行了较为全面的分析和比较,主要工作如下:(1)杂色鲍3群体的耐低温能力评价1,研究了 DY、JP和TW三个群体在越冬养殖环境下,及急性低温胁迫下的存活率情况。发现越冬养殖后,DY、JP和TW的存活率分别为95.56、93.56和 37.56%;DY、JP 和 TW 的 12h-LT50分别为 3.10、3.34 和 4.15℃,24h-LT50分别为5.70、5.69和6.58℃,DY在低温胁迫下表现出存活率的杂种优势。2,研究了低温胁迫下鲍的心率变化规律,以鲍心率随温度下降的阿伦尼乌斯曲线斜率(ADR),和鲍心率近似为0时的理论温度(AZT),作为评价鲍耐低温的心率指标。研究发现,DY、JP和TW的ADR分别为9.00、9.78和10.07,AZT分别为-13.52、-10.67和-9.53℃,DY在ADR和AZT指标上都表现出杂种优势。表明DY在低温下心率变化更为稳定,耐受极限低温的能力更强。3,测定了短期(7天)低温胁迫过程中,杂色鲍3群体的耗氧率和排氨率的变化,以及反映其细胞膜流动性的脂肪酸组成类型的变化。结果表明,低温胁迫下,DY的耗氧率和排氨率的变化都小于亲本,说明其呼吸代谢作用受低温影响较小;DY的7d脂肪酸不饱和度(270.72%)显著高于TW亲本(232.63%),表现出中亲杂种优势,预示其细胞膜的功能受低温的影响相对较小。4,使用熵值法和隶属函数法,结合以上指标,建立了鲍耐低温综合评价体系,以综合满意度代表鲍的综合耐低温能力。经计算,DY,JP和TW的综合满意度值分别为0.834,0.627和0.252,符合3群体的耐低温表型,说明该评价体系准确可靠,DY在综合耐低温能力上优于亲本群体。(2)杂色鲍3群体的免疫能力评价1,经7天的致病菌浸泡胁迫,DY、JP和TW的存活率分别为93.33、84.44和36.67%,DY表现出超亲杂种优势。2,研究了病原菌胁迫过程中,杂色鲍3群体中非特异性免疫指标:总血细胞数(THC),吞噬活力,呼吸爆发和酚氧化酶(PO)活力的变化,发现DY在攻毒后的THC减少率(-8.26%)小于亲本群体JP(-15.12%)和TW(-24.48%),吞噬活性及呼吸爆发增加率(70.69%和163.50%)则高于亲本群体JP(28.00%和146.32%)和TW(-2.86%和106.26%),DY的PO活力增加率则低于双亲。说明DY的抗病杂种优势,主要是因为其具有更为高效的非特异性细胞免疫功能。3,计算得出杂色鲍3群体DY、JP和TW的抗病综合满意度分别为0.777、0.707和0.087,DY表现出综合免疫能力上的杂种优势。(3)“东优1号”杂色鲍杂种优势的转录组学解析利用转录组高通量测序技术,结合生物信息学技术,分析和比较了杂色鲍3群体在低温胁迫和病原菌胁迫过程中的转录本变化,结果如下:1,低温胁迫下DY的整体基因表达模式更偏向JP,而与TW差异较大;低温胁迫下的3个时间点(0h,6h和7d)分别鉴定到2186、688和574个在DY中非加性表达的基因(NAG,在杂交子中表达水平不同于双亲中值的基因),其中超显性表达的基因占据了最大的类群;对显性基因的功能进行进一步的分析,发现这类基因包括与鲍耐低温相关的脂质代谢、跨膜转运蛋白、抗氧化、低温保护分子、表观遗传修饰的相关基因;除显性基因外,DY在冷/热应激蛋白、脂肪酸去饱和酶、ATP合成酶、细胞凋亡酶等其它低温耐受基因上,也表现出一定比例的显性表达。推测上述这些基因在DY中的表达模式,决定了DY在器官、组织等生理水平上对低温胁迫具有更有效的抵御手段。2,发现病原菌胁迫下DY的整体基因表达模式同样偏向JP,而异于TW。病原菌胁迫下的2个时间点(Oh,24h)分别鉴定到264和105个NAG。在攻毒后表达的NAG中,显性表达的基因数目占据了主要部分,说明攻毒过程中,杂交子代中出现了大量超出双亲表达水平的基因;对在DY中呈显性表达的基因进行功能分析,发现这些基因主要负责细胞吞噬、病原清除、抗氧化和营养免疫等生理功能;除显性基因外,DY在非特异性细胞免疫、非特异性体液免疫、抗氧化系统相关免疫基因上,也表现出很大比例的显性表达。以上结果预示着DY在病原菌胁迫下能够更有效地执行细胞和体液免疫功能,并能及时清除体内过剩的自由基,表现出抗病表型上的杂种优势。(4)“东优1号”杂色鲍杂种优势的表观遗传解析为从表观遗传修饰角度解析杂色鲍杂种优势产生的分子机制,对杂色鲍3群体进行了全基因组重硫酸盐甲基化测序和小RNA组测序,结果表明,DY与亲本群体存在明显的全基因组甲基化修饰率的差异(TW>JP>DY),以及明显的小RNA整体表达水平的差异(DY>TW>JP),结合转录组分析的结果,推测DY中受表观修饰调控的基因的转录活动更为活跃;对转录组中鉴定出来的显性表达基因在杂色鲍3群体中的甲基化修饰状态进行分析,发现其中19.50%～29.58%的基因存在甲基化修饰水平的差异,说明甲基化修饰差异是造成杂色鲍三群体基因表达水平差异的重要原因。综合以上结果,杂色鲍3群体在全基因组甲基化修饰和小RNA表达模式上的不同,通过表观调控作用,部分造成了3群体在基因转录表达水平上的差异,后者可能通过翻译、代谢路径,进一步造成杂色鲍3群体在一系列生理生化过程上的差异,最终表现为耐低温和抗病表型上的差异,在“东优1号”杂色鲍中产生了杂种优势现象。