“中國(guó)近海牡蠣的種類、分布和系統(tǒng)演化”研究取得多項(xiàng)重要成果

在中國(guó)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的新形勢(shì)下，海洋生物資源的有效開發(fā)和可持續(xù)利用尤為重要。中國(guó)擁有1.8萬公里海岸線，其中牡蠣是生活在近海港灣和潮間帶的優(yōu)勢(shì)底棲貝類，對(duì)近海生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定有重要的調(diào)控作用。同時(shí)，牡蠣也是世界上養(yǎng)殖產(chǎn)量最大的海洋動(dòng)物，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。潮間帶對(duì)于大多數(shù)海洋生物來說都是極端環(huán)境，因此，研究牡蠣對(duì)潮間帶環(huán)境的適應(yīng)性演化，無論是在理論還是在應(yīng)用上都有非常重要的意義。

長(zhǎng)期以來，中國(guó)的牡蠣分類比較混亂，存疑甚多，物種分布范圍也不明確，制約了牡蠣的基礎(chǔ)研究及其資源的有效利用和保護(hù)。

在國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持下，重點(diǎn)項(xiàng)目“中國(guó)近海牡蠣的種類、分布和系統(tǒng)演化”（40730845）于2008年立項(xiàng)，由中國(guó)科學(xué)院海洋研究所張國(guó)范研究員主持，并聯(lián)合美國(guó)Rutgers University郭希明教授，以及國(guó)家海洋局第三海洋研究所等單位共同參與完成?？蒲腥藛T經(jīng)過4年多的努力，取得了多項(xiàng)重要成果。進(jìn)一步明確了我國(guó)沿海常見牡蠣種類和分布。分析了牡蠣各物種的系統(tǒng)演化關(guān)系。研究了中國(guó)常見巨蠣屬牡蠣間的生殖隔離情況及其生殖隔離的分子機(jī)制。對(duì)重點(diǎn)海域的牡蠣進(jìn)行了繁殖周期調(diào)查。獲得了豐富的中國(guó)牡蠣種類及種質(zhì)資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了中國(guó)牡蠣物種資源信息數(shù)據(jù)庫，為我國(guó)牡蠣資源的利用和保護(hù)提供了重要基礎(chǔ)。

研究成果已在Journal of Shellfish Research，Marine Biology Research，Marine Biotechnology，Nature等著名學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表。

研究人員對(duì)中國(guó)沿海數(shù)十個(gè)區(qū)域的牡蠣樣品進(jìn)行了采集，對(duì)浙江、福建、廣東、廣西、海南等海域進(jìn)行了重點(diǎn)采樣，并對(duì)采集樣品進(jìn)行形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)分析和分子探針檢測(cè)。

在此基礎(chǔ)上完成了中國(guó)近海巨蠣屬牡蠣的訂名工作，明確了中國(guó)海區(qū)牡蠣約20種，其中巨蠣屬7種，小蠣屬4種，爪蠣屬1種，舌骨蠣屬1種，擬舌骨蠣屬2種，平蠣屬1種，牡蠣屬2種，齒蠣屬2種。另外，研究人員對(duì)艾氏牡蠣Crassostrea iredalei等中國(guó)新記錄的物種分布進(jìn)行了研究，明確了長(zhǎng)牡蠣C. gigas gigas和福建牡蠣C. gigas angulata的親緣關(guān)系是亞種級(jí)別的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上，使用16S rDNA，28S rDNA，COI，ITS1等序列對(duì)牡蠣總科各物種進(jìn)行了分子系統(tǒng)學(xué)研究。對(duì)長(zhǎng)牡蠣和福建牡蠣進(jìn)行全基因組比較，研究了牡蠣與其它已測(cè)基因組物種的系統(tǒng)演化關(guān)系。同時(shí)，研究人員還基于ITSRFLP、HRM分型等技術(shù)開發(fā)出多種用于物種鑒定的新方法。

研究人員還對(duì)兩個(gè)典型海域的牡蠣進(jìn)行了系統(tǒng)的生殖隔離機(jī)制研究。南通東灶港小廟洪牡蠣礁作為中國(guó)現(xiàn)存最大的可露出海面的活牡蠣礁，其上同域分布有兩種巨蠣屬牡蠣（近江牡蠣和熊本牡蠣），為牡蠣的生殖隔離研究提供了有利條件。通過實(shí)地調(diào)查研究，研究人員初步確定兩種牡蠣的繁殖期互相重疊，不存在時(shí)空生殖隔離。

室內(nèi)雜交實(shí)驗(yàn)表明，兩種牡蠣在單方向可以產(chǎn)生少量的雜交子代，在幼蟲及稚貝期的生長(zhǎng)存活能力顯著低于純種牡蠣，表明兩種牡蠣的種間關(guān)系是通過生殖前及生殖后隔離機(jī)制共同起作用而得到維持的。在中國(guó)常見巨蠣屬牡蠣間的多種雜交組合研究方面，除了近江牡蠣南北種群間、長(zhǎng)牡蠣和福建牡蠣間的雜交可以順利進(jìn)行外，其它組合均有生殖隔離，表現(xiàn)為配子不能受精，或者雜交子代存活能力差等。通過對(duì)受精相關(guān)的bindin基因?qū)ι掣綦x的分子機(jī)制進(jìn)行深入探討（例如，精子bindin蛋白的氨基酸序列在不同種間存在差異，其中7個(gè)氨基酸位點(diǎn)受到正選擇），表明卵子bindin受體可能對(duì)于精卵識(shí)別的進(jìn)化具有更重要的作用，這種差異可能是種間生殖隔離機(jī)制的重要分子基礎(chǔ)。此外，研究人員還對(duì)福建廈門九龍江口等重點(diǎn)海域的牡蠣進(jìn)行了全年的繁殖周期調(diào)查，結(jié)果表明廈門海區(qū)的牡蠣在3月至10月份均有不同程度的生殖行為發(fā)生，而該海區(qū)至少存在有4個(gè)不同種的巨蠣屬牡蠣，其繁殖時(shí)間存在重疊。

本項(xiàng)目在表型和生態(tài)分布等方面明確了牡蠣對(duì)嚴(yán)酷生存環(huán)境的廣泛適應(yīng)性，進(jìn)一步凝練了牡蠣潮間帶適應(yīng)的科學(xué)問題。以該項(xiàng)目研究成果為重要工作基礎(chǔ)，啟動(dòng)了國(guó)際牡蠣基因組計(jì)劃（OGP）和貝類973計(jì)劃，旨在對(duì)牡蠣的逆境適應(yīng)分子機(jī)制進(jìn)行深入的研究。