摘要
厚壳贻贝（Mytilus coruscus）是一种大型的海洋无脊椎动物，主要存在于我国东南沿海地区。现阶段对其开展的科研主要围绕以下两个方面：一是作为海洋污损生物的防污治理，二是作为经济效益的生产物种。生物被膜（Biofilm，BF）是细菌存在的一种方式，包含细菌以及产生的絮状物质，对海洋无脊椎动物的附着变态具有重要作用。精氨酸（Arginine）是一种重要的氨基酸，可以由细菌代谢产生并作为蛋白质合成的能量来源和构建块。研究发现精氨酸可能通过抑制细胞 c-di-GMP 合成来抑制细菌的生物被膜形成。与此同时，在生物体内，L-精氨酸（L-arginine，L-Arg）作为机体合成一氧化氮（Nitric oxide，NO）的底物，具有放松与扩张血管等功效。本实验室以往的研究表明，海假交替单胞菌（Pseudoalteromonas marina）形成的单一生物被膜及其多糖、蛋白质以及脂类等胞外产物可以诱导厚壳贻贝幼虫附着变态。然而截止目前，L-精氨酸是否影响海假交替单胞菌生物被膜形成及其对厚壳贻贝幼虫变态的调控作用尚未可知。本文主要通过 L-精氨酸直接刺激海假交替单胞菌及厚壳贻贝幼虫等方式探讨 L-精氨酸对 P. marina 生物被膜及幼虫变态的影响，得出以下结论： 1. L-精氨酸抑制海假交替单胞菌生物被膜形成及其对厚壳贻贝幼虫变态的诱导能力 以 P. marina 生物被膜为对照组，设置终浓度为 0、0.01、0.05、0.1、1、2.5、5、10mM的 L-精氨酸溶液与 P. marina 共同培养形成生物被膜，并探讨生物被膜对厚壳贻贝幼虫变态的影响。结果显示当添加L-精氨酸的浓度大于1mM时，生物被膜细菌密度、成膜能力、生物被膜总糖含量、c-di-GMP水平及c-di-GMP合成相关基因均显著降低，诱导贻贝幼虫变态能力显著降低，表明 L-精氨酸对 P. marina形成生物被膜能力、细胞内c-di-GMP水平、胞外总糖含量均有抑制效果，并进而抑制了生物被膜对厚壳贻贝幼虫变态的诱导能力。 2. L-精氨酸通过促进厚壳贻贝一氧化氮合成进而抑制幼虫变态 为探讨L-精氨酸调控幼虫附着变态的分子机制，利用L-精氨酸和NO合成酶（Nitric oxide synthase，NOS）抑制剂氨基胍半硫酸盐（Aminoguanidine hemisulfate， AGH）联合暴露厚壳贻贝眼点幼虫，对暴露后幼虫体内NO含量、NOS基因表达及幼虫变态率进行分析，结果表明L-精氨酸可以增加幼虫体内 NO的含量并上调NOS表达，但显著抑制幼虫变态；添加AGH则显著抑制了L-精氨酸对NOS基因表达和NO产生的诱导作用，并导致幼虫变态率显著上升。通过电转染siRNA敲降眼点幼虫NOS基因表达的结果显示，NOS基因敲降后幼虫体内NO含量减少，并显著提高了厚壳贻贝眼点幼虫的变态率，利用 L-精氨酸暴露幼虫不可使其体内的NO含量恢复，幼虫变态率无显著性下降。上述结果表明，厚壳贻贝幼虫NOS可以以外源性L-精氨酸作为底物合成NO，并抑制自身变态。 综上所述，L-精氨酸一方面可以通过降低细菌 c-di-GMP 含量及生物被膜胞外总糖含量抑制 P. marina 生物被膜形成，进而抑制生物被膜对幼虫附着变态的调控作用，另一方面也可以作为厚壳贻贝幼虫NOS合成NO的底物合成NO进而抑制幼虫附着变态。上述 L-精氨酸通过对生物被膜形成及幼虫合成NO的调控作用进而抑制幼虫变态的过程，为探究海洋小分子氨基酸、生物被膜形成以及厚壳贻贝幼虫附着变态之间的关系提供了部分依据，也将为今后防治海洋生物污损提供新的思路和技术路线。
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