利用胃磨鉴定三疣梭子蟹年龄初探

王陈星, 倪震宇, 刘必林, 张健

王陈星, 倪震宇, 刘必林, 张健. 利用胃磨鉴定三疣梭子蟹年龄初探[J]. 南方水产科学, 2020, 16(3): 94-102. DOI: 10.12131/20190258
引用本文: 王陈星, 倪震宇, 刘必林, 张健. 利用胃磨鉴定三疣梭子蟹年龄初探[J]. 南方水产科学, 2020, 16(3): 94-102. DOI: 10.12131/20190258
WANG Chenxing, NI Zhenyu, LIU Bilin, ZHANG Jian. A preliminary study on identification of age of Portunus trituberculatus by gastric mill[J]. South China Fisheries Science, 2020, 16(3): 94-102. DOI: 10.12131/20190258
Citation: WANG Chenxing, NI Zhenyu, LIU Bilin, ZHANG Jian. A preliminary study on identification of age of Portunus trituberculatus by gastric mill[J]. South China Fisheries Science, 2020, 16(3): 94-102. DOI: 10.12131/20190258

利用胃磨鉴定三疣梭子蟹年龄初探

基金项目: 国家自然科学基金项目(31001138)
详细信息
    作者简介:

    王陈星 (1996—),女,硕士研究生,研究方向为渔业资源学。E-mail: chenxing610@163.com

    通讯作者:

    张 健 (1979—),男,博士,副教授,从事渔业捕捞学研究。E-mail: j-zhang@shou.edu.cn

  • 中图分类号: S 931.1

A preliminary study on identification of age of Portunus trituberculatus by gastric mill

  • 摘要:

    三疣梭子蟹 (Portunus trituberculatus) 是中国重要的经济物种,对其进行年龄鉴定有利于其种群资源的评估和管理。该研究对三疣梭子蟹的胃磨进行制片处理,初步探讨了胃磨鉴龄的可行性。三疣梭子蟹胃磨由5个部分 (前幽门骨、外幽门骨、尾贲门骨、轭贲门骨和翼贲门骨)组成,依据前人研究结果选取外幽门骨和尾贲门骨进行切片观察。结果显示,三疣梭子蟹胃磨微结构由4个部分 (蜡质层、外角质层、钙化层和膜层)组成,用于年龄鉴定的生长纹主要存在于钙化层中。利用7个生长方程拟合三疣梭子蟹生物学数据与生长纹数目的关系,结合赤池信息量准则(AIC)得出甲长与甲宽呈线性函数关系、甲宽与体质量呈幂函数关系;体质量与胃磨生长纹数目的关系适用于Gompertz模型,甲长、甲宽与胃磨生长纹数目的关系则更适用于v-B生长模型。即胃磨生长纹可以作为甲壳类年龄鉴定的材料,但由于实验样本偏小型化,后续需要延长时间跨度进一步验证。

    Abstract:

    Portunus trituberculatus is an important economic species in China, and age identification is beneficial to its population resources assessment and management. We discussed the feasibility of gastric mill age identification by gastric mill of P. trituberculatus. The gastric mill was composed of five parts (propyloric ossicle, explyloric ossicle, urocardiac ossicle, zygocardiac ossicle and pterocardiac ossicle). According to the results of previous studies, we selected the explyloric ossicle and urocardiac ossicle for section observation. The results show that the gastric mill microstructure of P. trituberculatus consisted of four parts: wax layer, exocuticle, calcified layer and membranous layer. The growth lines that can be used for research mainly existed in endocuticle. We used seven growth equations to fit the relationship between biological data and the number of growth lines of gastric mill. Combining with AIC method, it is concluded that there are a linear function relation between carapace length and carapace width and a power function relation between carapace width and body mass; the relationship between body mass and the number of growth lines in the gastric mill is applicable to the Gompertz growth model, while that amang carapace length, carapace width and the number of growth lines in the gastric mill is more applicable to the v-B growth model. Thus, the growth lines of gastric mill can be used as the material for Crustacean age identification. However, due to the fact that the samples tend to be miniaturized, the time span needs to be extended for further verification.

  • 在软骨中,细胞基质(extracellular matrix,ECM)分子介导细胞-基质、基质-基质相互作用,维持组织完整性[1]。母系蛋白(matrilins)家族是一种新的细胞外基质蛋白家族,其包括至少4个成员(1、2、3和4)。Matrilins的分子结构相似,均含有1~2个血管假性血友病因子A(von Willebrand factor A,VWA)样结构域、连接2个VWA结构域的EGF-like结构域和C端的α-螺旋结构域[1-2]。VWA结构域具有调节蛋白结合、分泌以及通过矩阵蛋白酶水解蛋白质等多重功能[1, 3]。此外VWA还具有调控matrilin齐聚、保护matrilin-1不被蛋白水解的功能,如果VWA缺失会导致三聚体matrilin-1转变为二聚体和三聚体的混合物[2, 4]。Matrilin-1又称软骨基质蛋白(cartilage matrix protein,CMP),Matrilin-1是该家族第一个被发现的[5]。其作为细胞外基质蛋白,主要与细胞外基质(ECM)的形成与稳定有关。Matrilin-1通过绑定Ⅱ型胶原蛋白[6]、aggrecan[6]等发挥作用。

    Matrilin-1主要在骨和软骨组织中表达[7-8]Matrilin-1基因在脊椎动物中研究广泛,在人(Homo sapiens)[9]、斑马鱼(Danio rerio)[10]和大西洋鲑(Salmo salar)[11]中已经克隆出matrilin-1基因。李鑫[12]matrilin-1敲除鼠和野生鼠为研究对象,研究matrilin-1在小鼠骨折愈合过程中的作用,结果显示matrilin-1对小鼠骨折愈合过程起负调控作用。目前国内外研究最广的是关于matrilin-1基因多态性与青少年特发性脊柱侧凸(AIS)易感性的相关性[13-15],刘晓敏等[16]采用Meta分析对相关文献进行分析后,明确G和A等位基因与AIS的易感性相关联。在体内外实验中,Matrilin-1能抑制血管再生[7]。近年来,对无脊椎动物matrilin-1的研究也陆续见到报道,如matrin-1基因已经在长牡蛎(Crassostrea gigas)中克隆出来[17]。BOUCHUT等[18]从淡水光滑双绮螺(Biomphalaria glabrata)中克隆出matrilin同源基因matrilin-like,并推测其与光滑双绮螺抗棘口吸虫感染相关。XU和FAISAL[19]从斑马贻贝(Dreissena polymorpha)的cDNA文库中筛选出了matrilin的同源基因matrilin-like,并且发现用脂多糖-肽聚糖-酵母聚糖的混合物刺激斑马贻贝的血细胞,会诱导matrilin-like基因表达量升高。虽然matrilin-1基因在无脊椎动物中已经开始研究,但其作用尚不清楚。

    合浦珠母贝(Pinctada fucata)隶属于软体动物门,瓣鳃纲,珍珠目,为暖水性贝类,在中国主要分布在广东、广西、海南等地[20-23]。合浦珠母贝是目前中国海水珍珠养殖的主要珍珠贝,具有极高的经济价值。贝壳是生物矿化的主要产物,是在外套膜分泌的基质蛋白的调控下,由碳酸钙晶体有序沉积而成[24]。而matrilin-1是否参与贝壳的矿化过程,尚未见有研究报道。此研究首次从合浦珠母贝中克隆得到matrilin-1基因,观察了该基因在不同组织和幼体发育各阶段的表达情况,并利用生物信息学软件对其基因结构、功能进行了初步探究,旨在探讨该基因在合浦珠母贝生长发育中的作用,为进一步研究生长调控和优化育珠提供参考。

    实验用合浦珠母贝为12月龄,壳高为(50±1.45)mm,湿质量为(45±2.1)g,取自海南省陵水县新村热带水产研究开发中心基地,取10个合浦珠母贝的肝胰腺、性腺、闭壳肌、鳃、珍珠囊和外套膜组织,于液氮速冻。根据幼虫形态[25]收集人工培育获得的合浦珠母贝担轮期(受精后8 h)、D型期(受精后24 h)、壳顶期(受精后14 d)、眼点期(受精后20 d)和变态期(受精后24 d)的样品,每个时期收集3个试管,每试管至少包含500个幼虫。收集后分别加入样品保护液,液氮速冻。

    根据Trizol(Invitrogen,美国)说明书提取合浦珠母贝外套膜总RNA,取1 μL在紫外分光光度计上检测RNA的光密度(OD),并使用琼脂糖凝胶电泳检测其完整性。以总RNA(2 μL)为模板,按照M-MLV(RNase H-)逆转录酶(TaKaRa,大连)说明书合成cDNA第一条链;按照SMARTer® RACE 5′/3′Kit User Manual(Clontech)说明书进行逆转录,分别合成3′RACE-cDNA和5′RACE-cDNA,保存于-20 ℃备用。

    根据合浦珠母贝外套膜转录组数据,筛选得到与matrilin-1相似性较高的unigene片段,拼接后获得合浦珠母贝matrilin-1基因的中间片段。根据基因片段序列设计特异性引物matrilin-1-F和matrilin-1-R克隆cDNA片段(表 1)。PCR反应体系为ddH2O 13.8 μL,10×PCR Ex Buffer(Mg2+ Plus)2.0 μL,dNTP Mixture(各2.5 mmol· L-1)1.6 μL,正/反向引物(F/R)各0.8 μL,cDNA模板0.8 μL,TaKaRa ExTaq(5 U·μL-1)0.2 μL。PCR反应条件为94 ℃ 5 min;94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 1 min,30个循环;72 ℃ 10 min。按照纯化回收试剂盒(Meagn,广州)说明书回收PCR产物。琼脂糖凝胶电泳检测片段长度及完整程度,紫外分光光度计检测其OD。PCR产物纯化按照pEASY-T1 Cloning Kit(全士金,北京)说明书进行操作,筛选阳性克隆送上海英潍捷基生物公司测序。根据获得的matrilin-1序列,用Primer Premier 5.0分别设计3′及5′RACE特异性引物(表 1),进行RACE-PCR以获得基因cDNA全长。

    表  1  实验中所用引物
    Table  1.  Primers used in this study
    引物名称
    primer name
    引物序列(5′→3′)
    primer sequence
    用途
    application
    matrilin-1-F GCTTCGTGTCCTCTTTGGTC cDNA克隆
    matrilin-1-R AGTGGTTTCTGCATCGGTTG cDNA克隆
    matrilin-1-3′-GSP1 GGTATTTGCGAACAACAGTGTGGGTG 3′RACE
    matrilin-1-3′-GSP2 CAACAGTGTGGGTGTCAGAAGCGG 3′RACE
    matrilin-1-5′-GSP1 ATAGGCTGATCCGCTTCTGACACCC 5′RACE
    matrilin-1-5′-GSP2 ATCCGCTTCTGACACCCACACTG 5′RACE
    UPM CATGGCTACATGCTGACAGCCTA RACE
    UPM-short CGCGGATCCACAGCCTACTGATGATCAGTCGATG RACE
    matrilin-1-qF1 GGCTCTCGCTGCTGATTAT qRT-PCR
    matrilin-1-qR1 CCGTCGTGTGAAGAATAGT qRT-PCR
    18S-f GAGAAACGGCTACCACATCC qRT-PCR
    18S-r CACCAGACTTGCCCTCCAA qRT-PCR
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格

    使用NCBI网站上的BLASTX(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/ Blast/)程序分析开放阅读框(ORF)、进行序列同源性比对和相似性检索,ORF Finder寻找ORF;用ProtParam(http://web.expasy.org/protparam/)预测编码蛋白的理化特性;采用NetPhos 2.0(http://www.cbs.dtu.dk/services/NetPhos/)预测蛋白磷酸化位点;信号肽预测采用SignalP 4.1(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/);跨膜结构域预测采用TMHMM server 2.0(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/);用SMART 4.0(http://smart.embl-heidelberg.de/)在线程序进行蛋白结构域分析;用NetNGIys 1.0(http://www.cbs.dtu.dk/services/NetNGlyc/)预测糖基化位点;用Bioedit软件和在线软件Clustal Omega(http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/)进行多重序列比对;采用MEGA 6.0软件以邻位相连法(neighbor-joining,NJ)构建进化树。

    提取健康的成年合浦珠母贝不同组织(肝胰腺、肠、珍珠囊、闭壳肌、鳃和外套膜)和不同发育时期(担轮期、D型期、壳顶期、眼点期和变态期)幼体的总RNA,用PrimerScript TM 1st strand cDNA synthesis Kit(TaKaRa,大连)逆转录成cDNA备用。根据合浦珠母贝matrilin-1的cDNA序列设计特异性引物matrilin-1-qF1和matrilin-1-qR1(表 1),采用18S rRNA基因作为内参[26]。按照SYBR Real-time PCR Master Mix试剂盒(TaKaRa,大连)说明书进行qRT-PCR,以去离子水为模板作为阴性对照,样品和内参均设3个重复。采用相对ΔCT法(2-ΔΔCT法)分析Pfmatrilin-1基因在合浦珠母贝不同组织和不同发育时期中的相对表达量[27]。目的基因表达水平由“平均值±标准差”(X+SD)表示,运用统计学分析软件SPSS 19.0进行单因素方差分析(One-Way ANOVA),P < 0.05为差异显著。

    根据合浦珠母贝外套膜转录组测序的matrilin-1序列片段,使用基因特异性引物进行5′-和3′-RACE扩增,经拼接获得2 036 bp全长cDNA,命名为Pfmatrilin-1(GenBank:KU553226),开放阅读框1 194 bp,5′非编码区(UTR)为670 bp,3′UTR为172 bp(图 1)。预测Pfmatrilin-1基因编码397个氨基酸,理论分子量约为43.71 kD,理论等电点(pI)为4.7。SingalP 4.1软件预测Pfmatrilin-1有1个N-端信号肽(1~19)。分别采用NetPhos 2.0和NetNGIys 1.0预测Pfmatrilin-1的翻译后修饰情况,发现Pfmatrilin-1可能有5个N-糖基化位点(N84、N93、N116、N288和N350)和38个磷酸化位点(包括22个丝氨酸,8个苏氨酸和8个酪氨酸位点)。Pfmatrilin-1氨基酸序列有2个典型的VWA结构域(23~199 aa和211~374 aa)(图 1),缺失EGF-like结构域,这与matrilin家族及其相关蛋白存在差异。利用在线软件Clustal Omega将Pfmatrilin-1基因与其他物种的matrilin-1氨基酸序列进行多重序列比对,结果显示Pfmatrilin-1与其他物种matrilin-1的2个VWA区域相对保守,而连接2个VWA结构域的EGF-like结构域及C-端的α-螺旋结构域缺失(图 2)。Blast结果显示Pfmatrilin-1与人、小家鼠(Mus musculus)、斑马鱼、非洲爪蟾(Xenopus laevis)的相似性均为42%,而与长牡蛎的同源性达到了60%,远高于脊椎动物。

    图  1  合浦珠母贝Pfmatrilin-1基因cDNA序列及其编码的氨基酸序列
    图中加粗字体为起始密码子和终止密码子,阴影部分表示信号肽,下划线和方框分别表示2个VWA结构域,双下划线表示N糖基化位点,斜体部分表示poly(A)尾巴。
    Figure  1.  Full-length cDNA and protein sequence of Pfmatrilin-1 gene of the P.fucata
    The initiation codon and stop codon are in bold.The shadow is the deduced signal peptide.Underlines and boxes indicate two Von Willebrand factor type A (VWA) domains.The glycosylation sites are double-underlined. The poly A signal sequence are italicized.
    图  2  Pfmatrilin-1与其他物种matrilin-1氨基酸序列比对
    多重序列比较采用GenBank上的序列登录号,长牡蛎EKC38360.1;小家鼠AAH47140.1;人NP_002370.1;非洲爪蟾NP_001079801.1;斑马鱼NP_001093210.1;“*”表示同源性;“:”或者“.”表示相似性。
    Figure  2.  Multiple sequence alignment of amino acid sequence of Pfmatrilin-1 with matrilin-1 from other organisms
    Crassostrea gigas EKC38360.1;Mus musculus AAH47140.1;Homo sapiens NP_002370.1;Xenopus laevis NP_001079801.1; Danio rerio NP_001093210.1;identical and similar sites are shown with sparks (*) and dots (:or.), respectively.

    采用表 2中所列物种matrilin-1序列构建进化树。以犬弓蛔虫(Toxocara canis)的matrilin-like为外群,系统进化分析显示matrilin-1在脊椎动物和无脊椎动物中分别聚为群组。Pfmatrilin-1与长牡蛎matrilin-1聚为一支,然后与其他无脊椎动物光滑双绮螺matrilin、斑马贻贝matrilin-like、犬弓蛔虫matrilin-1聚为一支,最后与脊椎动物matrilin-1聚为群组(图 3)。这表明软体动物与脊椎动物的matrilin-1遗传距离较远。

    表  2  进化树构建所用物种
    Table  2.  Species used in phylogenetic tree
    物种名
    species
    氨基酸序列名称
    amino acid name
    登录号
    Accession No.(NCBI)
    合浦珠母贝Pinctada fucata   matrilin-1   KU553226
    长牡蛎Crassostrea gigas   matrilin-1   EKC38360.1
    犬弓蛔虫Toxocara canis   matrilin-1   KHN84166.1
    斑马贻贝Dreissena polymorpha   matrilin-like   AM503947
    光滑双绮螺Biomphalaria glabrata   matrilin   AAN61407.1
    非洲爪蟾Xenopus laevis   matrilin-1   NP_001079801.1
    斑马鱼Danio rerio   matrilin-1   NP_001093210.1
    绿头鸭Anas platyrhynchos   matrilin-1   EOB04374.1
    眼睛王蛇Ophiophagus hannah   matrilin-1   ETE70549.1
    原鸡Gallus gallus   matrilin-1   NP_001025546.2
    小家鼠Mus musculus   matrilin-1   AAH47140.1
    非洲爪蟾Xenopus laevis   matrilin-1   NP_001079801.1
    褐家鼠Rattus norvegicus   matrilin-1   EDL80602.1
    Bos taurus   matrilin-1   NP_001137338.1
    大黄鱼Larimichthys crocea   matrilin-1   KKF25140.1
    绿海龟Chelonia mydas   matrilin-1   EMP29967.1
    Homo sapiens   matrilin-1   NP_002370.1
    下载: 导出CSV 
    | 显示表格
    图  3  基于matrilin-1基因编码的氨基酸序列构建的NJ系统进化树
    Figure  3.  NJ phylogenetic tree of based on amino acid sequences of matrilin-1

    Pfmatrilin-1 mRNA在肝胰腺、肠、珍珠囊、闭壳肌、鳃和外套膜中均有表达,其中血液表达量最高,其次是外套膜、鳃和闭壳肌,在肝胰腺和肠中表达量最低(图 4)。Pfmatrilin-1 mRNA在所检测的合浦珠母贝不同发育时期均有表达,其中在幼虫眼点期表达量最高,担轮期表达量最低(图 5)(P < 0.05)。

    图  4  合浦珠母贝Pfmatrilin-1 mRNA在不同组织中的表达
    垂直线表示平均值±标准差(n=3),不同字母表示差异显著(P < 0.05),后图同此。
    Figure  4.  Relative expression level of Pfmatrilin-1 mRNA in different tissues of P.fucata
    Vertical bars are represented as X ±SD (n=3). Significant different letters above vertical bars indicate significant difference (P<0.05). The same case in the following figure.
    图  5  合浦珠母贝Pfmatrilin-1 mRNA在不同发育时期的表达情况
    Figure  5.  Relative expression level of Pfmatrilin-1 mRNA at different developmental stages of P.fucata

    Matrilin-1的VWA结构域具有调节蛋白结合、分泌以及通过矩阵蛋白酶水解蛋白质等多重功能[1, 3]。此外,VWA还具有调控matrilin齐聚、保护matrilin-1不被蛋白水解的功能,如果VWA缺失会导致三聚体matrilin-1转变为二聚体和三聚体的混合物[2, 4]。ZHANG等[1]发现matrilin-1的VWA基序介导通过域中的金属离子依赖性粘附位点形成丝状矩阵网络。Matrilin-1的vWF A结构域或金属离子依赖性粘附位点缺失或突变都会影响其蜂窝状丝状网络的形成,这表明vWF A具有粘合位点的作用,该位点可以粘合它的基质配体包括胶原和蛋白聚糖,由于vWF A具有多种功能,因此该结构域的缺失或突变都可能导致不同的病理机制[1]。EGF-like的个数并不影响matrilins的组装[28]Pfmatrilin-1基因的cDNA全长序列结构域分析发现,Pfmatrilin-1包含2个VWA结构域,但是缺少连接2个VWA结构域的EGF-like结构域和C端的α-螺旋结构域。其他无脊椎动物如光滑双绮螺[18]和斑马贻贝[19]的matrilin只包含了1个VWA结构域,并且也缺少EGF-like结构域和C端的α-螺旋结构域。氨基酸序列分析表明,Pfmatrilin-1的2个VWA结构域与其他物种matrilin-1的VWA结构域相对保守。无脊椎动物和脊椎动物matrilin-1氨基酸结构上的差异是否影响其功能还有待深入探究。

    利用qRT-PCR技术发现Pfmatrilin-1在合浦珠母贝各组织(肝胰腺、肠、血淋巴、闭壳肌、鳃和外套膜)中均有表达,在血淋巴、外套膜、鳃和闭壳肌中相对表达量显著高于其他组织。在哺乳动物中,matrilin-1主要分布在长骨的脊柱和生长板软骨组织[29]。研究表明matrilin-1多态性与青少年特发性脊柱侧凸(AIS)易感性相关[13-16]。在斑马鱼的脊索中也发现了matrilin-1[10]。PEDERSEN等[11]利用双向电泳和统计学分析首次发现matrilin-1在融合的椎骨中表达量上调,并且发现在大西洋鲑中,matrilin-1在脊椎融合的个体中表达量显著高于脊椎未变形的个体,因此matriin-1也可能是脊椎变形的标志物。但是matrilin-1基因敲除小鼠显示,该基因并不是骨结构和功能所必须的[30]。敲除matrilin-1虽然对骨骼发育没有明显的影响,但是敲除matrilin-1基因的小鼠Ⅱ型胶原原纤维和纤维组织形成出现异常[30],所以matrilin-1在骨、软骨发育和生物矿化中的作用有待进一步研究。Pfmatrilin-1在合浦珠母贝的外套膜和鳃中的表达量相对较高,外套膜是发生生物矿化的主要组织。许多与贝壳形成相关的基因,如KRMP[31]BMP7[32]msi31和nacrein[33]都在外套膜高表达,因此推测Pfmatrilin-1基因也可能参与贝壳形成的调控。此外,BOUCHUT等[18]发现matrilin在抗棘口吸虫感染的光滑双绮螺与易感染棘口吸虫的光滑双绮螺中表达量不同,但是其具体功能还未确定。而XU和FAISAL[19]也发现使用脂多糖-肽聚糖-酵母聚糖的混合物刺激斑马贻贝的血细胞,会诱导matrilin-like基因表达量升高,因此推测matrilin-like与宿主防御机制有关。Pfmatrilin-1在合浦珠母贝血淋巴中高表达,是否与合浦珠母贝的防御机制有关,以及该基因在合浦珠母贝中的具体功能还需进一步研究。

    Matrilin-1在生物体胚胎发育及其成熟的过程中发挥着不同的作用。在斑马鱼受精15 h之后,matrilin-1开始表达,此时该基因在整个胚胎中(除了脊索)都有表达,随着斑马鱼骨骼的发育,matrilin-1主要在软骨表达。采用Morpholino knockdown技术检测斑马鱼胚胎的matrilin-1基因表达,结果造成整体生长缺陷,尤其是干扰颅面软骨形成,并且Ⅱ型胶原蛋白分泌显著降低[8]。因此matrilin-1是斑马鱼软骨发育中不可或缺的,并且在早期Ⅱ型胶原蛋白沉积过程中也发挥了作用[8]。此研究中,Pfmatrilin-1在合浦珠母贝幼虫的各个时期均有表达,并且在眼点期表达量最高,且差异显著(P<0.05)。海产贝类在生活史的早期要经历一个浮游幼体阶段,当贝类幼虫发育到眼点期就从浮游生活转变为匍匐生活,眼点期幼虫原壳生长停滞,次生壳形成,面盘逐渐消失并在后方出现足部[25]。合浦珠母贝幼虫附着后开始形成棱柱层。因此笔者推测Pfmatrilin-1在眼点期高表达可能与合浦珠母贝幼虫次生壳的形成有关。

    此研究克隆得到了Pfmatrilin-1基因cDNA全长,并进行了生物信息学分析。qRT-PCR表明Pfmatrilin-1在合浦珠母贝不同组织和幼虫发育各时期均有表达,在血淋巴和眼点期表达量最高,推测其功能可能与生物矿化相关,为进一步研究Pfmatrilin-1在合浦珠母贝中的功能奠定了基础。

  • 图  1   三疣梭子蟹胃磨结构展开示意图

    Figure  1.   Schematic diagram of gastric mill structure of P. trituberculatus

    图  2   外幽门骨 (a)、尾贲门骨 (b) 和眼柄 (c) 微结构及生长纹

    Figure  2.   Microstructure and growth bands of explyloric ossicle (a), urocardiac ossicl (b) and eyestalk (c)

    图  3   雄性 (a) 与雌性 (b) 三疣梭子蟹甲长与甲宽关系图

    Figure  3.   Relationship between carapace length and width of male (a) and female (b) P. trituberculatus

    图  4   雄性 (a) 与雌性 (b) 三疣梭子蟹甲宽与体质量关系图

    Figure  4.   Relationship between carapace width and body mass of male (a) and female (b) P. trituberculatus

    图  5   185只三疣梭子蟹甲长与甲宽、甲宽与体质量关系图

    Figure  5.   Relationship between carapace length and carapace width, carapace width and body mass of 185 individuals of P. trituberculatus

    图  6   三疣梭子蟹甲长、甲宽、体质量与生长纹数目的关系

    Figure  6.   Relationship between carapace length, carapace width, body mass and growth increments of P. trituberculatus

    图  7   三疣梭子蟹预估蜕壳次数与胃磨生长纹关系拟合图

    Figure  7.   Relationship between estimate molting preriod and growth increments of P. trituberculatus

    表  1   三疣梭子蟹样本个体基础生物学数据

    Table  1   Basic biological data of gastric abrasion growth samples of P. trituberculatus

    项目
    Item
    雄蟹 Male 雌蟹 Female
    甲长 CL/mm甲宽 CW/mm体质量 m/g 甲长 CL/mm甲宽 CW/mm体质量 m/g
    样本量 Sample number 65 65 65 120 120 120
    最大值 Maximum 99 190 365.89 97 189 363.17
    最小值 Minimum 20 43 3.7 24 60 7.29
    平均值 Mean 50.05 105.47 85.33 61.18 122.08 166.97
    标准误 Standard error 2.27 4.17 10.16 1.47 2.67 7.10
    下载: 导出CSV

    表  2   7个生长模型函数拟合结果

    Table  2   Seven growth model function fitting results

    模型
    Model
    甲长-生长纹个数
    CL-t
    甲宽-生长纹个数
    CW-t
    体质量-生长纹个数
    m-t
    R2AIC R2AIC R2AIC
    线性 Linear 0.884 473.77 0.922 539.78 0.868 710.89
    幂函数 Power 0.834 504.01 0.886 571.06 0.910 678.42
    指数 Exponent 0.865 486.36 0.906 555.32 0.913 675.90
    对数 Logarithm 0.841 500.07 0.897 562.54 0.698 780.75
    逻辑斯蒂 Logistic 0.897 465.69 0.953 499.09 0.907 683.98
    v-B 0.910 449.19 0.995 4 498.26 0.914 677.15
    冈珀茨 Gompertz 0.870 484.63 0.949 504.56 0.922 668.93
    注:加粗表示拟合结果最好 Note: Bold indicates the best fit result.
    下载: 导出CSV
  • [1] 庄保陆, 管崇武, 宋红桥, 等. 脊尾白虾和三疣梭子蟹池塘循环养殖系统构建及其效果初探[J]. 科学养鱼, 2017(11): 34-35.
    [2] 袁伟, 金显仕, 单秀娟. 长江口及毗邻海域三疣梭子蟹种群生物学特征及与环境的关系[J]. 水产科学, 2016, 35(2): 105-110.
    [3] 吴强, 王俊, 陈瑞盛, 等. 莱州湾三疣梭子蟹的生物学特征、时空分布及环境因子的影响[J]. 应用生态学报, 2016, 27(6): 1-11.
    [4] 罗佶龙. 三种饲料源对三疣梭子蟹养殖效果的影响[D]. 舟山: 浙江海洋大学, 2019: 11-50.
    [5] 程国宝, 史会来, 楼宝, 等. 三疣梭子蟹生物学特性及繁养殖现状[J]. 河北渔业, 2012(4): 59-61. doi: 10.3969/j.issn.1004-6755.2012.04.020
    [6] 王艳慧, 陶妍. 三疣梭子蟹PtCrustin2抗菌肽基因优化及其在毕赤酵母中高效表达[J]. 生物学杂志, 2019, 36(4): 42-46.
    [7] 罗佶龙, 彭莹莹, 李泽良, 等. 一种配合饲料替代杂鱼对三疣梭子蟹蜕壳生长、消化酶和免疫酶活力的影响[J]. 浙江海洋大学学报(自然科学版), 2019, 38(3): 187-194.
    [8] 宋柳, 吕建建, 王磊, 等. 三疣梭子蟹几丁质酶基因(Ptcht6)的克隆及其在免疫中的功能分析[J]. 海洋与湖沼, 2019, 50(5): 1-11.
    [9] 黄萌萌, 雷宇桐, 王高杨, 等. 三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)含新型关键识别基序dpy/Wtd单结构域c型凝集素ptctl-6的免疫功能研究[J]. 海洋与湖沼, 2019, 50(6): 1302-1308. doi: 10.11693/hyhz20190700131
    [10] 李玉虎, 宋芹芹, 张志怀, 等. 凡纳滨对虾生长发育规律及生长曲线拟合研究[J]. 南方水产科学, 2015, 11(1): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2015.01.013
    [11] 庄之栋. 大西洋金枪鱼延绳钓重要兼捕种类的生物学研究[D]. 上海: 上海海洋大学, 2011: 15-44.
    [12]

    BUBB D H, LUCAS M C, THOM T J, et al. The potential use of pit telemetry for identifying and tracking crayfish in their natural environment[J]. Hydrobiologia, 2002, 483(1/2/3): 225-230.

    [13]

    KILADA R, SAINTE-MARIE B, ROCHETTE R, et al. Direct determination of age in shrimps, crabs, and lobsters[J]. Can J Fish Aquat Sci, 2012, 69(11): 1728-1733. doi: 10.1139/cjfas-2012-0254

    [14]

    LELAND J C, COUGHRAN J, BUCHER D J. A preliminary investigation into the potential value of gastric mills for ageing Crustaceans[J]. New Frontiers Crustacean Biol, 2011, 15: 57-68.

    [15]

    LELAND J C, BUCHER D J, COUGHRAN J. Direct age determination of a subtropical freshwater crayfish (redclaw, Cherax quadricarinatus) using ossicular growth marks[J]. PLoS One, 2015, 10(8): 11.

    [16]

    KILADA R, ACUNA E. Direct age determination by growth band counts of three commercially important Crustacean species in Chile[J]. Fish Res, 2015, 170: 134-143. doi: 10.1016/j.fishres.2015.05.026

    [17] 蒋瑞, 刘必林, 刘华雪, 等. 三种常见经济虾蟹类眼柄微结构分析[J]. 海洋与湖沼, 2018, 49(1): 99-105.
    [18] 杨思谅. 胃磨结构在蟹类分类研究上的意义(甲壳纲: 歪尾派)[J]. 动物分类学报, 1986, 11(2): 151-159.
    [19] 蒋瑞, 刘必林, 张健, 等. 甲壳类年龄鉴定方法研究进展[J]. 海洋渔业, 2017, 39(4): 471-480. doi: 10.3969/j.issn.1004-2490.2017.04.013
    [20]

    SHEEHY M R J, GREENWOOD J G, FIELDER D R. More accurate chronological age determination of Crustaceans from field situations using the physiological age marker, lipofuscin[J]. Mar Biol, 1994, 121(2): 237-245. doi: 10.1007/BF00346731

    [21]

    BLUHM B A, BREY T. Age determination in the antarctic shrimp Notocrangon antarcticus (Crustacea: Decapoda), using the autofluorescent pigment lipofuscin[J]. Mar Biol, 2001, 138(2): 247-257. doi: 10.1007/s002270000458

    [22] 高天龙, 王燕飞, 鲍雪宁, 等. 单体筐养三疣梭子蟹的蜕壳与生长规律研究[J]. 生物学杂志, 2016, 33(3): 41-46. doi: 10.3969/j.issn.2095-1736.2016.03.041
    [23]

    KILADA R, REISS C S, KAWAGUCHI S, et al. Validation of band counts in eyestalks for the determination of age of antarctic krill, Euphausia superba[J]. PLoS One, 2017, 12(2): e0171773. doi: 10.1371/journal.pone.0171773

    [24]

    SHERIDAN M, O'CONNOR I, LORDAN C, et al. Investigating the feasibility of using growth increments for age determination of Norway lobster (Nephrops norvegicus) and brown crab (Cancer pagurus)[J]. J Crustacean Biol, 2015, 35(4): 495-498. doi: 10.1163/1937240X-00002341

    [25]

    KRAFFT B A, KVALSUND M, SOVIK G, et al. Detection of growth zones in the eyestalk of the antarctic krill Euphausia superba (Dana, 1852) (Euphausiacea)[J]. J Crustacean Biol, 2016, 36(3): 267-273. doi: 10.1163/1937240X-00002428

    [26] 王小刚. 浙江渔场三疣梭子蟹的生长特性分析[D]. 舟山: 浙江海洋大学, 2017: 18.
    [27] 王小刚, 王迎宾, 叶婷, 等. 三疣梭子蟹生长特性的初步分析[J]. 海洋湖沼通报, 2018(2): 131-136.
    [28] 林景祺. 中国海洋渔业资源(二)[J]. 海洋科学, 1991, 15(2): 33-35.
    [29] 张健, 王忠秋, 管卫兵. 近海蟹笼两种主要渔获蟹类的渔业生物学特性[J]. 大连海洋大学学报, 2015, 30(5): 540-545.
    [30]

    KILADA R, AGNALT A L, HAMMEKEN A N, et al. Feasibility of using growth band counts in age determination of four crustacean species in the northern atlantic[J]. J Crustacean Biol, 2015, 35(4): 499-503. doi: 10.1163/1937240X-00002353

    [31]

    ISMAIL N H, SAFWAN A A, FOZI N F, et al. Study on carapace width growth band counts relationship of orange mud crab, Scylla olivacea (Herbst, 1796) from Terengganu coastal waters, Malaysia[J]. Science, 2017, 20: 140-146.

  • 期刊类型引用(3)

    1. 罗贝,林海生,王庆恒,秦小明,曹文红,高加龙,郑惠娜. 马氏珠母贝L-氨基酸氧化酶基因克隆及表达分析. 上海海洋大学学报. 2024(05): 1074-1083 . 百度学术
    2. 闫娇,高坤鹏,余可欣,孙建安,毛相朝. 脂肪酶Sv-lip5的异源表达及其在虾青素酯水解中的应用. 南方水产科学. 2022(02): 31-38 . 本站查看
    3. 陈金辉,冼昶华,罗月红. 华贵栉孔扇贝HSP22基因的克隆及表达分析. 基因组学与应用生物学. 2020(10): 4547-4554 . 百度学术

    其他类型引用(1)

图(7)  /  表(2)
计量
  • 文章访问数:  3571
  • HTML全文浏览量:  1809
  • PDF下载量:  38
  • 被引次数: 4
出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-22
  • 修回日期:  2020-02-24
  • 录用日期:  2020-03-11
  • 网络出版日期:  2020-03-19
  • 刊出日期:  2020-06-04

目录

/

返回文章
返回