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长牡蛎(Crassostrea gigas)属于软体动物门双壳纲,因其广泛分布和养殖、对潮间带环境的适应机制、在物种演化过程中的重要地位以及贝壳钙化与海洋酸化的关系备受关注。对长牡蛎繁殖和早期发育的研究,能帮助我们深入了解贝类的生长发育相关的分子调控机制,也能为海水养殖业提供理论支持。受精生物学的研究涉及配子本身、受精过程及早期发育的启动三个主要的领域。本研究基于蛋白质双向电泳技术,系统地研究了长牡蛎雌雄配子及受精过程的蛋白质组学,鉴定了与配子成熟、受精及早期发育启动相关的分子,探讨了相关蛋白在配子、受精和早期发育过程中发挥的功能。我们首先对长牡蛎配子中稳定表达且表达量丰富的蛋白进行鉴定,构建了长牡蛎配子的双向电泳蛋白质组参考图谱。在精子参考图谱中鉴定了56个表达量相对较高且稳定表达的蛋白点,进一步将具有确定鉴定结果的36个蛋白点分为:细胞骨架蛋白、线粒体蛋白、蛋白修饰相关蛋白、信号调节蛋白、抗氧化蛋白和其它蛋白。卵细胞参考图谱则包含71个具有可靠鉴定结果的蛋白点,可以分为:细胞骨架蛋白、线粒体蛋白、蛋白合成和分解相关蛋白、发育调节和营养相关蛋白、抗氧化蛋白和其它蛋白。在两种配子的蛋白质组中都鉴定到了相当数量的抗氧化蛋白,提示抗氧化过程对配子的成熟及受精非常重要。进一步利用差异蛋白质组学技术比较了长牡蛎卵细胞和二细胞期胚胎样品的蛋白质组,鉴定得到了17个在受精前后差异表达的蛋白。根据这些蛋白的潜在功能可将其分为卵黄蛋白原、线粒体蛋白、蛋白合成和分解相关蛋白、发育相关蛋白、抗氧化蛋白等。其中,卵黄蛋白原主要用于提供卵细胞成熟和受精所需要的营养物质;线粒体蛋白在供能过程中起着重要作用;蛋白合成和分解相关蛋白与蛋白合成、修饰和降解有关,涉及卵子激活、精卵识别、精卵融合等过程;发育相关蛋白主要与受精之后的早期胚胎发育过程有关,如决定胚胎极性等。基于长牡蛎蛋白质组鉴定结果,我们利用免疫荧光技术,开展了相关蛋白在长牡蛎配子上的定位研究。长牡蛎精子HSP70s在精子头部细胞膜上、头部顶体周围区域、颈部和尾部分布,提示该蛋白可能参与长牡蛎精子发生、精子运动以及精卵识别和融合等广泛的生理过程。卵细胞上的apextrin分布于卵细胞细胞膜表面,提示其可能用于介导受精之后分裂球之间的相互联系并决定细胞极性。PSMA6在卵细胞上弥散分布,提示该蛋白可能在卵细胞行使广泛功能。综上所述,本文利用蛋白质组学技术系统研究了长牡蛎配子及受精前后的蛋白质组成及变化,新报道了数十个在配子成熟、受精及启动发育过程中可能发挥重要功能的蛋白(基因);对部分鉴定到的蛋白进行了免疫荧光定位,为解析其功能提供了参考。