摘要
砗磲(giant clam)是珍贵的热带海洋生物，现存世界最大的双壳类贝类，在我国主要分布于南海岛礁的珊瑚礁海域，是重要的造礁和护礁生物类群，目前由于人类活动的影响、全球气候变暖、栖息地的破坏以及越来越猖獗的偷猎和捕猎行为，野外砗磲数量骤降、有的种类已经到了濒危境地。砗磲的外套膜颜色丰富，艳丽如花，被称为“海中玫瑰”，其绚丽的色彩吸引着人们的关注。本文探讨了砗磲外套膜颜色的产生机理及其在外界因素影响下外套膜色彩的变化。另外通过番红砗磲两种外套膜颜色品系选育，不同颜色个体间的单对单家系构建以及番红砗磲和鳞砗磲的种间杂交等遗传育种手段，挖掘外套膜颜色与砗磲生长测量性状的相关性，从繁育子代的颜色表型分布情况，分析遗传效应对砗磲外套膜颜色的影响，以期为培育性状优良，颜色鲜艳的砗磲新品系/种提供坚实的理论基础和实践经验，为今后砗磲人工大规模繁育、增殖放流以及珊瑚礁生物资源恢复和生态修复等工作奠定基础。 1.砗磲虹彩细胞的研究 通过对三种种类砗磲(番红砗磲Tridacan crocea、鳞砗磲Tridacna squamosa和砗蚝Hippopus hippopus)的外套膜观察，发现不同种类的砗磲具有不同的图案(pattern)和条纹(stripe)，外套膜虹彩细胞的叠加形成了宏观的外套膜颜色，图案和条纹。不同种类砗磲的虹彩细胞的组成具有明显的差异。对虹彩细胞透射电镜的结果显示，虹彩细胞主导了砗磲结构色彩的形成。 温度和盐度的胁迫对砗磲外套膜颜色有明显的影响作用。温度至32℃时，砗磲体内的虫黄藻开始大量流失，持续升温31d后虫黄藻密度急剧减少了20倍。以CIE L*a*b*色彩空间描述升温对外套膜颜色的影响，随着温度胁迫的延续，外套膜表面的L*值持续上升，a*值和b*值均持续减少，31d处理后，蓝色组（蓝色外套膜，仅含蓝色虹彩细胞）的L*值升至79.6±3.50，花色组（花色外套膜，含橙色、黄色和绿色虹彩细胞的）升至81.8±5.16，两组的a*值和b*值接近0。总体而言升温破坏了虫黄藻共生系统，致使外套膜逐渐失去色彩，同时丢失大量的虹彩细胞，因此推测虫黄藻数量与虹彩细胞数量存在数量关系，两者相互依存。 砗磲外套膜体外渗透压实验显示高盐度对蓝色虹彩细胞的发光影响不明显，低盐度下，蓝色虹彩细胞具有变化成绿色的趋势。黄色虹彩细胞在高盐度和低盐度皆具有变化成蓝色的趋势。绿色虹彩细胞在高盐度下反射光波长变长，即具有变黄的趋势，低盐度下反射光变蓝。因此渗透压对虹彩细胞具有显著的影响。 2.番红砗磲两种外套膜颜色品系的表型性状研究 为了确定外套膜颜色与表型性状之间的关系，对黄岩岛和赵述岛两个番红砗磲野生种群的蓝色和花色外套膜个体的进行了壳长、壳高、壳宽和湿重的测量和分析。其次，将特定色彩的外套膜作为所需的目标性状，以蓝色外套膜和花色外套膜群体自繁的方式建立了番红砗磲外套膜蓝色品系和花色品系。结果显示，自然群体中，花色个体的生长性状显著优于蓝色个体，且在壳长和湿重上具有显著性优势。蓝色品系和花色品系子代表型性状比较显示，在呈色后，花色品系子代的生长显著优于蓝色品系子代，与野生花色群体大于蓝色群体的情况吻合，表明外套膜颜色与砗磲表型生长性状有密切联系。蓝色品系后代呈色前期(60d-180d)几乎全部为蓝色，花色品系后代相应时期几乎皆为花色，但呈色后期(180d-360d)，蓝色品系有蓝色个体出现蓝花（含蓝色、黄色、橙色和绿色虹彩细胞）和花色性状，且随着生长，花色愈发明显，提示花色性状与幼贝生长发育有关联。研究表明蓝色品系仍以蓝色个体为主，花色品系仍以花色个体为主，外套膜颜色可稳定遗传。 3.番红砗磲的家系构建 采用单对单方式构建了蓝色(B)和花色(K)外套膜的2×2双列杂交实验，除此以外，以蓝花色(BK)外套膜个体为双亲建立了BK×K，K×BK，BK×BK，B×BK等家系，共18个全同胞家系。双列杂交结果表明，幼虫期的表型性状以卵源效应和配对效应为主，蓝色母系组（B×B和B×K）的变态率和变态期壳长均大于花色母系组(K×B和K×K)，B×K和K×B组的变态率和变态期壳长均大于B×B和K×K组，养成期各组间存活率无明显差异，在壳长生长性状上，1年龄的K×K组＞B×B组＞B×K和K×B组。至于子代成体外套膜颜色，蓝色和花色外套膜的正反交实验表明，外套膜色与性别无关，为非伴性遗传;B×B、B×K、BK×K，K×BK，BK×BK，B×BK和K×B等组合呈色前期显示只要双亲一方带有蓝色，呈色早期均以蓝色个体为主，而K×K组呈色前期皆为花色，家系6和家系12蓝色与花色的比例为典型的3∶1和1∶1，因此推测呈色早期蓝色相对于花色是显性性状，符合孟德尔遗传定律。180-360日龄期间，部分蓝色个体出现花色和蓝花色图案，呈现蓝色显性不完全现象。新出现的花色图案呈连续性分布，猜测花色是一个数量性状，可能由至少两个主效基因控制，且存在非等位基因间的上位和修饰作用，这可能与花色由多种虹彩细胞构成有关。 4.番红砗磲与鳞砗磲的种间杂交研究 构建了番红砗磲(C)和鳞砗磲(S)的2×2经典双列杂交实验，结果表明，番红砗磲与鳞砗磲之间无明显的生殖隔离，但存在明显的不对称受精现象，C♀×S♂的正交(CS)受精率为47.97±10.28(Mean±SD),S♀×C♂的反交受精率(SC)为96.60±1.77。番红砗磲和鳞砗磲的正反交组合相对于番红砗磲和鳞砗磲的自繁组具有显著的生长优势。一年龄的成贝性腺组织切片显示，SS和SC均有精子形成，CS和CC有精子和卵母细胞等配子形成。杂交子代外套膜色表型显示，呈色前期杂交SC的外套膜颜色以父系遗传为主，所有子代产生番红砗磲的蓝色外套膜，而杂交CS的外套膜颜色以双亲效应为主，鳞砗磲和番红砗磲的外套膜色均在子代中有出现。呈色后期，杂交SC后代外套膜颜色受花色基因影响，原本蓝色的个体同样出现鳞砗磲的花色图案，并呈连续性分布，与杂交家系的结果一致。
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