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合浦珠母贝(Pinctada fucata)是我国海水珍珠养殖的重要贝类,在我国海水珍珠养殖产业中占有重要的位置。珍珠贝的生长和养殖珍珠的质量与壳基质蛋白基因的表达水平有关。本研究利用荧光定量PCR技术研究了贝体大小、不同组织以及生态因子(饵料,盐度,温度,吊养水层和养殖密度)对壳基质蛋白表达水平的影响,主要结果如下: 1.壳基质蛋白基因表达水平与壳大小的关系。根据贝体的大小把贝分成三组:小个体组(S),中个体组(M)与大个体组(L),结果显示,在同一组中,基因表达水平由高到低的顺序为 msi31>aspein>nacrein>msi7>prismalin-14>accbp> n19。在不同组中, msi31、aspein、prismalin-14、nacrein、msi7、accbp与n19的表达水平由 S到 L组呈上升的趋势,其中 aspein与prismalin-14在不同组间均具有显著性差异(P<0.05),msi31与nacrein在 L与M组中无显著性差异(P>0.05),但与S组具有显著性差异(P<0.05)。msi7、accbp与n19在 M与S组中无显著性差异(P>0.05),但与L组具有显著性差异(P<0.05)。总体上,壳较大的其基因表达水平也较高。 2.组织表达特征、以及育珠对壳基质蛋白基因表达水平的影响。结果显示, msi31、aspein、msi7只在外套膜组织中表达;nacrein与n19基因除在外套膜表达外,在珍珠囊中也有表达;而 accbp在外套膜、闭壳肌、性腺、消化腺、腮和珍珠囊中都有表达,在外套膜中表达量最高,其次为性腺。accbp、msi31、msi7与nacrein基因在育珠贝和非育珠贝外套膜中的表达水平有显著性差异(P<0.05), aspein与n19无显著性差异。其中msi31的表达量上调,accbp、msi7与nacrein下调。不论在育珠贝还是非育珠贝的外套膜组织中,msi31的表达水平最高,n19最低。但在珍珠囊中n19的表达量最高,且远高于在外套膜中的表达水平(P<0.01)。 3.不同饵料浓度和饵料组合对壳基质蛋白基因表达水平的影响。结果表明,饵料浓度从8×104 cell·ml-1升高至20×104 cell·ml-1的过程中,nacrein、prismalin-14、msi7、accbp与n19的表达水平都呈现先上升、后下降的趋势。 prismalin-14与nacrein在饵料浓度为12×104 cell·ml-1时表达水平最高,msi7, accbp与n19在饵料浓度为16×104 cell·ml-1时相对表达水平最高。饵料浓度过低(8×104 cell·ml-1)或过高(20×104 cell·ml-1)都会影响基因的表达水平,且与最高表达水平有显著性差异(P<0.05)。但饵料浓度对msi31和aspein的表达水平无显著影响。饵料组合对壳基质蛋白基因的表达水平影响较大,投喂金藻+螺旋藻时,msi31、aspein、nacrein、prismalin-14、msi7与accbp基因的表达水平最高,而n19在投喂扁藻+金藻时表达水平最高。最高表达水平组与最低表达水平组之间的差异极显著(P<0.01)。 4.盐度和温度对壳基质蛋白基因表达水平的影响。结果表明,盐度过低(15‰)或温度过高(33℃)会导致贝体的死亡。在不同盐度与温度下,七种基质蛋白基因的表达水平由 msi31、msi7、aspein、prismalin-14、nacrein、accbp到 n19呈现依次下降的趋势。盐度由15‰上升到39‰时,msi31、msi7、aspein、prismalin-14、nacrein与n19基质蛋白基因的表达水平呈现先上升,后下降的趋势。除n19在盐度为21‰时表达水平最高外,其余均在盐度为27‰时表达水平最高。而accbp的表达趋势相反,在盐度为27‰时表达水平最低,在21‰的表达水平最高。这些基因在最高表达水平组与最低表达水平组之间的差异极显著(P<0.01)。 在温度由17℃上升到33℃的过程中。msi31与nacrein的表达水平呈现先上升后下降的趋势,在温度为25℃时表达水平最高,并与其它温度组有显著性差异(P<0.05)。aspein与prismalin-14呈现持续升高的趋势。在温度最高(33℃)时表达水平达到最高。msi7在17℃与25℃的表达水平很低,在21℃、29℃与33℃时表达水平很高,两组之间的表达水平具有显著性差异(P<0.05)。n19在高温(33℃)与低温中(17℃与21℃)的表达水平较高,在最适的温度下(25℃和29℃)表达水平反而最低。accbp与n19的表达趋势类似,在温度为29℃时表达水平最高。这些壳基质蛋白基因在最高表达水平组与最低表达水平组之间的差异极显著(P<0.01)。壳基质蛋白基因的表达水平与贝的生长呈正相关,说明盐度与温度对贝的生长具有重要的作用。 5.吊养水层和养殖密度对壳基质蛋白基因表达水平的影响。结果表明,养殖密度过高(150个/笼)会导致贝体的死亡。吊样水层由1m延伸到5m的过程中, msi31、aspein、prismalin-14与msi7基因的表达水平均呈现先下降后上升的趋势,在深度为2m(aspein与prismalin-14)或3m(msi31与msi7)的水层中表达水平降到最低,在最深的吊样水层(5m)的表达水平达到最高。accbp在浅水层(1 m与2 m、)的基因表达水平低于深水层(3m,4 m与5 m),且差异极显著(P<0.01)。n19的表达水平呈现先上升后下降的趋势,在3m处的表达水平达到最高值。nacrein的表达水平在不同组间的差异不大。 随着养殖密度的升高,aspein、prismalin-14,、nacrein与accbp的表达水平呈现先上升后下降的趋势,在养殖密度为90个/笼中的表达水平最高,与其它组具有显著性差异(P<0.05)。msi31与n19在低密度组(30与60个/笼)的表达水平最低,在高密度组(90、120与150个/笼)的表达水平很高,两组间具有显著性差异(P<0.05)。msi7在前四组中(30、60、90与120个/笼)的表达水平较低,且组间无显著性差异(P>0.05),在最高密度组(150个/笼)的表达水平最高。这七种基质蛋白基因在吊样水层和养殖密度的最高表达水平组与最低表达水平组之间的差异极显著(P<0.01)。说明吊养水层和养殖密度对贝的生长具有重要的影响。