海洋酸化對福建牡蠣幼體基因表達的影響.pdf

1、隨著人為排放到大氣中的CO2持續(xù)增加，由CO2驅動的海洋酸化將導致海水pH值在本世紀顯著下降，并很可能對海洋生物，特別是對鈣質無脊椎動物及生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重負面影響。越來越多的研究表明，海洋酸化會影響海洋鈣質無脊椎動物的存活、發(fā)育和生理機能。然而，目前關于海洋酸化對福建牡蠣（Crassostrea angulata）幼體影響的研究報道還比較少。本文通過實驗室內模擬未來海洋環(huán)境，研究了短期高CO2暴露對我國重要經濟水產養(yǎng)殖種類—福建牡蠣幼體

2、發(fā)育的影響(對照組CO2濃度400ppm，實驗組分別為1500ppm和3000ppm)。利用形態(tài)學和分子生物學方法對酸化暴露后的幼體進行相關研究，主要結果如下:
　　1.海洋酸化對福建牡蠣幼體貝殼生長的影響
　　通過對福建牡蠣幼體貝殼形態(tài)參數的測量分析，發(fā)現1500ppm實驗組較對照組貝殼形態(tài)無顯著性差異，3000ppm實驗組中幼體個體較對照組偏小，貝殼增長速度慢，畸形率升高。進一步采用掃描電鏡聯(lián)用EDS能譜法分析技術分析酸

3、化暴露后D型幼體貝殼元素成分，發(fā)現海洋酸化對幼體鈣元素沉積有一定的抑制作用，而且發(fā)現福建牡蠣幼體對1500ppm酸化程度有一定的耐受性。
　　2.海洋酸化條件下福建牡蠣幼體數字基因表達譜分析
　　通過對正常條件下和海洋酸化條件下的福建牡蠣擔輪幼體、D型初期幼體和D型2d幼體進行高通量測序，分別兩兩比較后獲得差異基因5317個、74個和2641個。差異基因的GO功能顯著性富集分析和Pathway顯著性富集分析結果顯示，海洋酸化

4、主要抑制了胚胎發(fā)育、能量代謝、基礎生物學過程和鈣離子傳導相關基因和通路的作用，從而導致幼體生長延遲。
　　3.海洋酸化對福建牡蠣幼體貝殼形成和生長相關基因的影響
　　通過全胚原位雜交技術發(fā)現Tyr3、TGF-β信號通路和BMP信號通路均參與福建牡蠣幼體InCaS生物發(fā)生。在酸化條件下，TGF-β信號通路相關基因表達受到抑制，而Tyr3基因和BMP信號通路相關基因表達上調。形態(tài)學研究結果顯示，在海洋酸化條件下福建牡蠣面盤幼體貝

5、殼生長緩慢且個體偏小，畸形率高，因此，我們推測Tyr3和BMP信號通路相關基因上調表達后仍不能補償海洋酸化對幼體造成的損傷，所以福建牡蠣在海洋酸化條件下貝殼雖仍能持續(xù)生長但大小形狀都較對照組有變化。
　　本研究通過掃描電鏡聯(lián)用EDS能譜法分析技術分析福建牡蠣幼體貝殼元素成分，發(fā)現海洋酸化對鈣元素沉積有一定抑制作用;利用RNA-Seq技術探究海洋酸化對福建牡蠣幼體早期生長發(fā)育影響，結果顯示，海洋酸化抑制早期胚胎發(fā)育、能量代謝和鈣離子

6、傳導相關信號通路作用，從而導致幼體生長延遲;利用成熟的WISH方法探究Tyr3、TGF-β信號通路和BMP信號通路相關基因的功能，并用qRT-PCR技術研究了海洋酸化條件下它們的表達情況，結果顯示，它們與InCaS生物發(fā)生和貝殼生長有關，在酸化條件下，TGF-β信號通路相關基因表達受到抑制，而Tyr3基因和BMP信號通路相關基因上調表達，結合形態(tài)學研究結果推測，海洋酸化條件下，某些基因和信號通路上調表達仍不能補償酸化對幼體造成的損傷而導