鮑的遺傳育種研究進展

游偉偉，駱 軒，柯才煥

(廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院，福建省海洋經(jīng)濟生物遺傳育種重點實驗室，福建 廈門 361102)

鮑自古被譽為海味珍品之冠，素有“一口鮑魚一口金”之說，是一類符合現(xiàn)代營養(yǎng)需求的高蛋白、低脂肪的優(yōu)質(zhì)海產(chǎn)品.我國自然海區(qū)分布著10余個鮑種，雜色鮑(Haliotisdiversicolor)和皺紋盤鮑(H.discushannai)因其較好的商品規(guī)格和適宜的養(yǎng)殖周期成為主要經(jīng)濟鮑種.20世紀70年代雜色鮑和皺紋盤鮑的人工育苗技術(shù)相繼取得成功，同時開展了養(yǎng)殖實驗[1-2].80年代中期在我國北方開始皺紋盤鮑小規(guī)模商業(yè)化養(yǎng)殖，90年代早期福建和廣東等南方沿海地區(qū)從臺灣地區(qū)引進雜色鮑和陸基水泥池養(yǎng)殖技術(shù)，隨后鮑的規(guī)?；B(yǎng)殖迅速發(fā)展[3].1999年，南方的雜色鮑開始遭受冬季爆發(fā)性死亡和苗期“脫板癥”的嚴重危害，雜色鮑養(yǎng)殖陷入低谷[4-5].不過從2000年開始皺紋盤鮑被引入福建海域，淺海筏架式養(yǎng)殖模式逐漸成熟，養(yǎng)殖面積和養(yǎng)殖產(chǎn)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，隨后皺紋盤鮑成為我國南、北方養(yǎng)殖的主導(dǎo)種[3,6].2019年我國的鮑養(yǎng)殖產(chǎn)量達18.03萬t，占世界養(yǎng)殖總產(chǎn)量的90%以上，其中福建省的鮑養(yǎng)殖產(chǎn)量為14.3萬t，占全國鮑養(yǎng)殖產(chǎn)量的79.3%[7]，鮑因其較高的經(jīng)濟效益，已成為福建省產(chǎn)值第一的水產(chǎn)養(yǎng)殖種類.鮑魚養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大帶動了鮑魚養(yǎng)殖器材、海藻養(yǎng)殖、配合飼料、加工和運輸業(yè)等行業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)已形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益.

隨著我國鮑養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，鮑的遺傳改良與生產(chǎn)要求之間的矛盾逐漸突出[3,6,8]：首先，養(yǎng)殖鮑種長期自繁自育導(dǎo)致近交嚴重，個體小型化、抗逆能力弱、生產(chǎn)性能低等問題日益凸顯；其次，盡管皺紋盤鮑在南方馴化多年，但由于其自身生活習(xí)性的限制以及極端氣候事件頻發(fā)等原因，近幾年皺紋盤鮑在福建地區(qū)夏季的養(yǎng)殖存活率偏低，給當?shù)貪O民造成嚴重損失，而這一沒有顯著病癥的夏季高死亡現(xiàn)象有逐年增加之勢，已成為當前困擾福建鮑魚養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題之一；最后，雖然中國是第一產(chǎn)鮑大國，但因無法培育出大規(guī)格鮑魚，每年仍需花費大量外匯從國外購買大規(guī)格精品鮑.因此，培育高產(chǎn)、抗逆、優(yōu)質(zhì)的鮑新品種對于我國鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的升級與國際競爭力提升具有重要的現(xiàn)實意義.過去20多年，國內(nèi)已培育出4個國家級水產(chǎn)新品種，有力地支撐了鮑產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展.在各級科技項目的支持下，廈門大學(xué)貝類遺傳育種團隊在鮑的遺傳改良方面也取得顯著成果，本文就相關(guān)研究進展進行綜述.

1 鮑種質(zhì)資源庫的建立與遺傳評估

種質(zhì)資源是開展遺傳改良工作的基石.在福建省科技廳與福建省海洋與漁業(yè)廳的支持下，本課題組建成“福建省特色水產(chǎn)品種種質(zhì)資源保護利用與共享平臺”和“福建省鮑魚遺傳育種中心”，為鮑種質(zhì)資源的保存提供了重要的硬件支持.在充分調(diào)研世界各地鮑的地理分布和生物學(xué)特性的基礎(chǔ)上，經(jīng)過20余年的積累，本課題組目前已匯集并逐步完善鮑種質(zhì)資源庫，涉及雜色鮑[9]、皺紋盤鮑[10]、西氏鮑(H.sieboldii)[11]、綠鮑(H.fulgens)[12]等多個主養(yǎng)鮑種，育成具有速長[13]、耐溫[14]、耐低氧[15]、抗病[16]、富含類胡蘿卜素[17]等優(yōu)異性狀的一系列原創(chuàng)育種材料，為鮑新品種持續(xù)培育提供豐富而可靠的育種材料.

雜色鮑是海峽兩岸共同的重要養(yǎng)殖鮑種，本課題組搜集獲得中國三亞、汕頭、平潭、香港、臺灣以及韓國和日本等不同地區(qū)的雜色鮑群體，并通過齒舌結(jié)構(gòu)掃描電鏡觀察、同工酶分析、線粒體16SrRNA基因片段比較、簡單序列重復(fù)(SSR)和單核苷酸多態(tài)性(SNP)標記的綜合對比分析[9,18-20]，對雜色鮑進行了大范圍、高覆蓋的系統(tǒng)發(fā)育研究，明確了雜色鮑族群間存在分化，證實我國現(xiàn)有的野生雜色鮑可分為南、北兩大族群，但并未達到亞種水平.該結(jié)論為結(jié)束雜色鮑命名的爭議提供了證據(jù)，也為強雜交優(yōu)勢組合的選配提供了理論依據(jù).

皺紋盤鮑是我國鮑養(yǎng)殖的主導(dǎo)種.針對目前養(yǎng)殖皺紋盤鮑種質(zhì)混亂的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，本課題組在我國沿海多個鮑主養(yǎng)區(qū)開展調(diào)查，利用微衛(wèi)星標記技術(shù)對15個皺紋盤鮑養(yǎng)殖群體的遺傳背景開展分析，探明了我國皺紋盤鮑養(yǎng)殖群體的種質(zhì)現(xiàn)狀.結(jié)果表明，經(jīng)過多年馴化，皺紋盤鮑已出現(xiàn)一定的遺傳分化，且遺傳多樣性呈下降趨勢，有必要通過遺傳改良的辦法防止種質(zhì)退化對產(chǎn)業(yè)造成的負面影響[10,21-22].

2 鮑抗逆性狀的精準評測

貝類抗逆性狀的精準評測一直是困擾抗逆品種培育的主要技術(shù)難題，本課題組建立了基于心率測定的鮑耐高溫、低氧性狀評測方法.與傳統(tǒng)的半致死溫度、臨界熱最大值等測定方法相比，本課題組通過計算阿氏拐點溫度(Arrhenius breakpoint temperature，ABT)來評估鮑的耐溫性能[14]，心率ABT的測定具有樣品數(shù)需求量少、無損、可進行個體評測、準確性高等優(yōu)勢.升溫速率、個體大小、馴化溫度、性別及饑餓等因素對鮑心率測定準確度的影響研究結(jié)果表明，該測定方法只與暫養(yǎng)溫度有關(guān)，確定20 ℃的暫養(yǎng)溫度、1 ℃/10 min的升溫速率、停止喂食后7 d進行測定為最佳方案.采用該技術(shù)對多個鮑種的溫度耐受性進行測評，結(jié)果顯示，皺紋盤鮑中國福建省養(yǎng)殖群體的耐高溫性能最為優(yōu)異，并顯著高于中國山東省長島野生群體，表明經(jīng)過多代馴化，皺紋盤鮑的耐高溫性能得到顯著提升.在此基礎(chǔ)上，本課題組對該測定裝置和技術(shù)進行了優(yōu)化，通過測定溶解氧拐點濃度，在貝類里建立了一套針對耐低氧性狀的無損精準測評技術(shù)[15]，為后續(xù)耐低氧新品種的開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ).

3 選擇育種及遺傳參數(shù)估算

選擇育種是目前動植物新品種培育中最常用和行之有效的手段之一.本課題組以5個不同地理群體的雜色鮑選育系為材料，應(yīng)用完全雙列雜交和因子交配設(shè)計相結(jié)合的方法，開展了雜色鮑的數(shù)量性狀遺傳效應(yīng)分析，解析了生長性狀的遺傳力、遺傳相關(guān)、基因與環(huán)境互作等重要遺傳參數(shù)，為鮑的選擇育種研究提供理論依據(jù)[13,16,23-24].本課題組基于巢氏平衡設(shè)計得到雜色鮑殼長遺傳力為0.15～0.37，養(yǎng)成期體質(zhì)量遺傳力為0.27～0.34，并在此基礎(chǔ)上提出群體選育是雜色鮑生長性狀選育的首選方法[23].此外，本課題組對不同遺傳背景的雜色鮑群體進行歧化選擇，證實針對遺傳多樣性高的雜色鮑群體開展選育可獲得更大的遺傳進展[13].遺傳相關(guān)研究結(jié)果顯示，全濕質(zhì)量受殼長的直接影響最大，足肌肉重受殼寬的直接影響最大，并基于此建立了全濕質(zhì)量和足肌肉質(zhì)量與形態(tài)性狀的多元回歸方程[24].基于雜種優(yōu)勢和配合力分析結(jié)果，證實了雜色鮑生長性狀的母本遺傳效應(yīng)和抗病性狀的父本遺傳效應(yīng)，并用于指導(dǎo)育種選配和新品種培育[16].

4 鮑的雜交育種

雜交是防止品種退化及創(chuàng)制優(yōu)良品種的有效辦法，它分為遠緣雜交和近緣雜交.遠緣雜交是指親緣關(guān)系在種間或種間以上的兩個物種之間的雜交, 它可以把不同物種的基因組組合在一起, 使得雜交后代在表型和基因型方面發(fā)生顯著變化；近緣雜交是指同種內(nèi)的不同品系、不同品種的個體間的雜交, 使得雜交后代在表型和基因型方面發(fā)生一定程度的變化[25].貝類由于其移動性差、喜群居等生態(tài)特點，不同種群間具有較大的遺傳差異，雜交后常能獲得明顯的雜種優(yōu)勢[26], 雜交育種也已成為國內(nèi)外鮑遺傳改良的重要途徑[27].

4.1 “東優(yōu)1號”雜色鮑新品種的培育

針對我國南方雜色鮑養(yǎng)殖高死亡率問題，本課題組于2003年從日本東京都大島引進雜色鮑群體，并證實了雜色鮑日本群體的高存活率特性.隨后，采用完全雙列雜交的方式，利用雜色鮑日本群體、中國臺灣群體與越南群體作為材料，進行群體間雜交，對雜交和自繁后代的生長和存活性能進行跟蹤記錄，通過雜種優(yōu)勢率的比較和配合力的估算，得到最優(yōu)的雜交組合為中國臺灣群體♀×日本群體♂組合[16,28].2009年，以連續(xù)選育四代具有快速生長性狀的雜色鮑中國臺灣選育群體作為母本，以連續(xù)選育四代具有高抗病性的雜色鮑日本東京都大島選育群體作為父本，采用群體間雜交技術(shù)培育而成的“東優(yōu)1號”雜色鮑獲得國家水產(chǎn)新品種證書(品種登記號：GS-02-004-2009)，為福建省第一個國家級水產(chǎn)新品種.自2010年起，“東優(yōu)1號”雜色鮑已在福建、廣東、海南等地進行規(guī)?；茝V養(yǎng)殖，養(yǎng)殖試驗結(jié)果表明：“東優(yōu)1號”雜色鮑抗病力強，養(yǎng)殖成活率較原有養(yǎng)殖種提高30%以上，增產(chǎn)效果顯著.特別值得一提的是，作為海峽兩岸共有的鮑魚養(yǎng)殖種，新品種通過親鮑和苗種輸送的方式也已在臺灣地區(qū)的新北市、宜蘭縣等雜色鮑主養(yǎng)區(qū)全面推廣，新品種因其高抗病力優(yōu)勢而在臺灣地區(qū)的雜色鮑養(yǎng)殖業(yè)界形成良好口碑，極大地推動了雜色鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)在臺灣地區(qū)的復(fù)蘇[29].

4.2 “西盤鮑”新品種的培育

針對主養(yǎng)種皺紋盤鮑在福建海區(qū)養(yǎng)殖夏季高死亡率問題，本課題組于2003年在國內(nèi)開展了西氏鮑引種以及西氏鮑與皺紋盤鮑的種間雜交實驗.通過水溫、精齡、卵齡、授精精子濃度對雜交受精率影響的系列研究，本課題組確定了最優(yōu)雜交授精條件，并開發(fā)出一種西氏鮑與皺紋盤鮑的種間雜交制種技術(shù)[28]，海區(qū)養(yǎng)殖對比試驗也表明，西氏鮑與皺紋盤鮑雜交種在生長和存活方面較對照組有顯著提高.2014年，以西氏鮑長崎選育系為母本，以皺紋盤鮑晉江選育系為父本，采用種間雜交技術(shù)培育而成的 “西盤鮑”獲國家水產(chǎn)新品種證書(品種登記號：GS-02-008-2014).該品種的突出特征為高溫適應(yīng)性強[11,30]，養(yǎng)殖成活率較目前國內(nèi)主養(yǎng)種提高20%以上.2015年起，“西盤鮑”已在福建及廣東沿海的鮑魚主養(yǎng)區(qū)進行推廣應(yīng)用，有效緩解了我國南方鮑養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的夏季高死亡率問題，取得了顯著的社會經(jīng)濟效益.

4.3 “綠盤鮑”新品種的培育

綠鮑原產(chǎn)于美國和墨西哥太平洋沿岸，具有個體大、對高溫適應(yīng)性強、營養(yǎng)豐富、肉質(zhì)鮮美可口、經(jīng)濟價值高的特點.早在20世紀70年代末和80年代初，我國就開始進行綠鮑引種以及與皺紋盤鮑的種間雜交試驗，但未見繼代自繁和雜交成功的報道[31].本課題組于2007年分兩批次從美國加州引進綠鮑并馴化繁育成功，隨后采用選育結(jié)合雜交方法開展了皺紋盤鮑與綠鮑種間雜交研究.針對皺紋盤鮑與綠鮑的雜交受精率不穩(wěn)定現(xiàn)象，本課題組分別從水溫、鹽度、pH值、卵子和精子排放時間以及精子濃度等多個因素進行優(yōu)化，確定了綠鮑與皺紋盤鮑雜交授精的關(guān)鍵影響因素，并進一步總結(jié)出一套綠鮑與皺紋盤鮑的種間雜交制種技術(shù).經(jīng)過18個月養(yǎng)殖，皺紋盤鮑♀×綠鮑♂雜交種的體質(zhì)量較皺紋盤鮑和綠鮑分別高出57.7%和73.6%，成活率較皺紋盤鮑和綠鮑分別提高19.0%和8.9%[12].2018年，以連續(xù)6代群體選育的皺紋盤鮑為母本，連續(xù)4代群體選育的綠鮑為父本，并采用種間雜交技術(shù)培育而成的“綠盤鮑”獲國家水產(chǎn)新品種證書(GS-02-003-2018).與養(yǎng)殖皺紋盤鮑相比，“綠盤鮑”的生長速度提高50%以上，耐高溫性能提高2 ℃，增產(chǎn)效果顯著[32]，并能批量養(yǎng)成單只質(zhì)量超250 g的大規(guī)格精品鮑.目前，該新品種已在國內(nèi)鮑主養(yǎng)區(qū)進行應(yīng)用推廣.“綠盤鮑”的應(yīng)用不僅打破了國內(nèi)大規(guī)格精品鮑長期依賴進口野生鮑的局面，同時還創(chuàng)建了國內(nèi)新的大規(guī)格精品鮑產(chǎn)業(yè)鏈，形成養(yǎng)殖鮑高端、中端和大眾化三類產(chǎn)品合理搭配的新格局，從而推動鮑產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效和轉(zhuǎn)型升級.

上述3個鮑新品種的形貌及性狀對比見圖1和表1.

圖1 3個鮑新品種照片F(xiàn)ig.1 The photos for the three new abalone varieties

表1 3個鮑新品種的性狀比較

4.4 鮑雜種優(yōu)勢的遺傳解析

雜種優(yōu)勢是指兩種或以上不同遺傳背景的品種、品系進行成功雜交后，雜交子代往往在生長、適應(yīng)力、抗逆性、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面表現(xiàn)出優(yōu)于雙親的現(xiàn)象.貝類被認為是研究雜種優(yōu)勢的優(yōu)良模式生物[33]，本課題組采用遠緣與近緣雜交培育的3個新品種為鮑雜種優(yōu)勢形成的遺傳機制解析提供了重要的育種材料.

針對雜色鮑抗病性狀的雜種優(yōu)勢現(xiàn)象，本課題組對“東優(yōu)1號”雜色鮑及其雙親的血細胞吞噬能力、基礎(chǔ)呼吸爆發(fā)水平和密度值以及與體液免疫密切相關(guān)的4種酶活力進行了比較，結(jié)果表明“東優(yōu)1號”雜色鮑繼承了雜色鮑日本群體較高的機體免疫力，血細胞吞噬能力、基礎(chǔ)的呼吸爆發(fā)水平、3種酶(酸性磷酸酶、堿性磷酸酶和超氧化物歧化酶)活力顯著高于雜色鮑中國臺灣群體[16,34].采用雙向電泳技術(shù)對雜色鮑中國臺灣群體、日本群體和越南群體的足部肌肉蛋白進行研究，識別出30個參與肌肉收縮和調(diào)節(jié)、能量代謝和脅迫應(yīng)答等生理功能的蛋白，表明不同地理群體的雜色鮑具有不同的運動能力和能量分配方式[35].在攻毒、熱刺激等條件下，在雜色鮑日本群體、中國臺灣群體、“東優(yōu)1號”3個群體間共找到60多個與環(huán)境應(yīng)激、病原菌脅迫等相關(guān)的關(guān)鍵蛋白，這些蛋白在各群體中的“基礎(chǔ)表達量”和“應(yīng)激表達量”均存在顯著差異[36].

針對西盤鮑耐高溫的種間雜種優(yōu)勢現(xiàn)象，進一步將西氏鮑、皺紋盤鮑及兩親本正反交F1代共4個群體分別置于低溫(12 ℃)和高溫(28 ℃)下進行持續(xù)7 d的短期脅迫，結(jié)果顯示各免疫參數(shù)均能被高溫顯著影響，西盤鮑的免疫指標水平高于皺紋盤鮑，預(yù)示西盤鮑在脅迫溫度下有著更強的耐熱力和更高的免疫系統(tǒng)效率[30,37-38].進而闡明在應(yīng)對溫度驟變和病菌脅迫等不利環(huán)境時，熱休克蛋白70(HSP70)、冷激結(jié)構(gòu)與蛋白(CSDP)和Ferritin等基因的功能和表達模式.蛋白質(zhì)組分析結(jié)果顯示：雜交種與親本存在鏡像關(guān)系，在參與能量代謝的蛋白中，西盤鮑的表達量介于兩親本的表達量之間，參與脅迫應(yīng)答的蛋白表達量在4種鮑間的表達模式不一致[39-40].

為進一步闡明雜交種綠盤鮑的生物學(xué)特性，本課題組從餌料轉(zhuǎn)化率[41]、耐高溫[41]、耐低氧[15]、免疫應(yīng)答[42]以及營養(yǎng)品質(zhì)[43]等方面對綠盤鮑和皺紋盤鮑進行了全面比較.結(jié)果顯示：溫度對兩個群體的生長及餌料利用率性狀影響非常顯著，隨著溫度的升高，綠盤鮑生長的雜種優(yōu)勢逐漸體現(xiàn).與皺紋盤鮑相比，綠盤鮑在高溫低氧條件下具有更強的調(diào)節(jié)心率變化的能力，更能耐受極限低氧和高溫脅迫.弧菌感染和免疫應(yīng)答試驗結(jié)果表明，在成體階段綠盤鮑比皺紋盤鮑具有更強的弧菌耐受性.對全南方渡夏和“南北接力”兩種養(yǎng)殖模式下綠盤鮑和皺紋盤鮑的營養(yǎng)品質(zhì)進行了分析，結(jié)果顯示，綠盤鮑在兩種養(yǎng)殖方式下肥滿度均顯著高于皺紋盤鮑，皺紋盤鮑足肌邊緣硬度更高，咀嚼性、黏性、內(nèi)聚性和恢復(fù)性均高于綠盤鮑，表現(xiàn)出兩種鮑在質(zhì)構(gòu)上的差異.

5 分子標記的開發(fā)和應(yīng)用

本課題組在全基因組尺度海量開發(fā)了組學(xué)和分子標記資源，建立鮑高通量分子標記開發(fā)和利用平臺[44-46].采用DNA池法和兩步聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)法，利用264對微衛(wèi)星引物，篩選鑒別出一個可區(qū)別“東優(yōu)1號”雜色鮑及其父、母本的微衛(wèi)星標記.在西盤鮑的種質(zhì)鑒定方面，微衛(wèi)星引物Awb002能夠清晰地擴增出片段，位點呈豐富多態(tài)性，利用這對引物可以迅速地將西氏鮑、皺紋盤鮑及其雜交子代區(qū)分開來[47-48].在綠盤鮑的種質(zhì)鑒定方面，篩選獲得兩對特異性引物，并且只通過兩步PCR方法，即可完成對皺紋盤鮑、綠鮑及其正反交子代的種質(zhì)鑒定.針對雜色鮑黃殼色變異群體，采用集群分離分析和DNA池的方法，證實標記Hdi3-119的381 bp的特異等位基因與黃色殼色突變緊密連鎖，并將該標記定位在雜色鮑整合圖譜第一連鎖群14.9 cM遺傳距離的位置上[49].

在遺傳連鎖圖譜構(gòu)建和數(shù)量性狀位點(QTL)定位方面，本課題組構(gòu)建了雜色鮑第一張基于SSR分子標記的遺傳連鎖圖譜，平均遺傳間距4.6 cM，共定位到2個全質(zhì)量和2個肌肉質(zhì)量相關(guān)的QTL，這些QTL及分布在雌性圖譜的連鎖群3和雄性圖譜的連鎖群14及連鎖群1上[50].此外還構(gòu)建了包含92 160個克隆的雜色鮑細菌人工染色體(BAC)文庫[51]，利用開發(fā)的3 717個SNP標記構(gòu)建了雜色鮑的第二代高密度遺傳圖譜，平均遺傳距離0.59 cM，共檢測到15個與全質(zhì)量、腹足質(zhì)量、殼質(zhì)量、殼寬、殼長和殼高等生長性狀相關(guān)的QTL[52].

6 重要經(jīng)濟性狀的遺傳解析

針對生長、耐溫、抗病、品質(zhì)等多個經(jīng)濟性狀，本課題組在雜色鮑、皺紋盤鮑、西氏鮑等多個鮑種中開展了遺傳解析研究.在雜色鮑方面，篩選和克隆了一批與鮑的繁殖、生長、免疫、早期發(fā)育等重要性狀形成相關(guān)的功能基因[53-56]，并闡明其調(diào)控性狀的分子機制，獲得了一批具有重要育種價值的分子標記，為下一步雜色鮑全基因組尺度的遺傳育種和新品種培育奠定了基礎(chǔ).

鮑的可食部分主要是腹足肌肉，但關(guān)于鮑肌肉生長的調(diào)控機制研究還很匱乏.利用轉(zhuǎn)錄組、微小RNA(miRNA)組、蛋白組、生物信息學(xué)及分子生物學(xué)等技術(shù)，本課題組研究了影響皺紋盤鮑肌肉生長的關(guān)鍵基因和分子通路[57-59]；篩選獲得了肌球蛋白重鏈(MyHC)、Myophilin、生長分化因子8(GDF8)、滑形態(tài)發(fā)生蛋白7(BMP7)、hdh-miR-1984、LNC-OO1310等一批在不同大小皺紋盤鮑肌肉中差異表達的基因，對差異表達的蛋白編碼基因及差異表達長鏈非編碼RNA(lncRNA)和miRNA的靶基因進行功能注釋和通路分析，結(jié)果顯示它們都集中參與了調(diào)控細胞代謝過程、調(diào)控生物過程、細胞生長等與生長調(diào)控有關(guān)的功能；同時主要富集在有絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路、腫瘤生長因子β(TGF-β)信號通路和和胰島素等信號通路上.此外，還發(fā)現(xiàn)BMP7基因和hdh-miR-1984存在靶向互作關(guān)系，且hdh-miR-1984或可通過抑制靶基因BMP7對皺紋盤鮑生長進行負向調(diào)控，推測皺紋盤鮑主要是通過TGF-β 信號通路、肌動蛋白細胞骨架的調(diào)節(jié)和胰島素等信號通路對肌肉生長進行調(diào)控.

采用轉(zhuǎn)錄組技術(shù)對耐高溫群體和高溫敏感群體的遺傳差異進行分析，結(jié)果表明：皺紋盤鮑高溫敏感群體的轉(zhuǎn)錄組在熱應(yīng)激條件下的變化水平更為劇烈，在兩個群體中，熱應(yīng)激后與對照組相比，差異最顯著的基因都集中在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工、核苷酸寡聚化結(jié)構(gòu)域(NOD)樣受體信號通路上[60].

針對西氏鮑的橙紅色足肌性狀，本課題組已開展了連續(xù)3代選育，橙紅足肌比例達100%.采用高效液相色譜和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，在橙紅色足肌鮑中分離鑒定出兩種類胡蘿卜素——玉米黃質(zhì)和β-胡蘿卜素，在西氏鮑橙紅色足肌中，二者含量約是普通鮑的16.5倍和3.1倍[17].通過不同顏色足肌西氏鮑的轉(zhuǎn)錄組、代謝組和蛋白質(zhì)組分析，本課題組獲得一批與西氏鮑累積類胡蘿卜素緊密相關(guān)的基因、蛋白及表達調(diào)控信息，確定細胞色素P450芳香化酶1A1(CYP1A1)和谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)基因在玉米黃質(zhì)轉(zhuǎn)運和累積過程中扮演著重要角色，可能是變異群體中玉米黃質(zhì)大量累積的關(guān)鍵原因，并有望在鮑科動物里培育出首個富含類胡蘿卜素的新品種[61].

7 展 望

經(jīng)過20余年的研究，本課題組構(gòu)建了較為齊全的鮑種質(zhì)資源庫，育成一系列具有優(yōu)異性狀的原創(chuàng)育種材料，并培育出3個國審鮑新品種.先前對鮑的遺傳改良研究多針對生長性狀，今后將重點關(guān)注抗性、品質(zhì)等復(fù)雜性狀，并開發(fā)針對此類性狀的高效測定和評價新方法.之前對于鮑的育種技術(shù)手段還是以選育、雜交等常規(guī)技術(shù)為主，在鮑的全基因組序列信息陸續(xù)破譯后，今后將重點突破基因組選擇育種技術(shù)，并結(jié)合基因?qū)?、基因組編輯、多倍體育種等技術(shù)，持續(xù)培育系列優(yōu)質(zhì)鮑新品種，同時建立良種規(guī)?；品N和育、繁、推一體化技術(shù)體系，從而有效提高我國鮑的良種覆蓋率并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，為鮑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供最為重要的種業(yè)支撐.