摘要
紫海胆（Heliocidaris crassispina）是我国南方沿海最重要的经济海胆种类之一，其繁育技术始于20世纪70年代，但至今还存在着苗种成活率低和生产不稳定等诸多问题，导致难以进行大规模的养殖。本研究以采自福建东山沿海的天然紫海胆为亲本，通过对亲体促熟和幼体培育等技术进行改进，建立了紫海胆苗种规模化繁育技术体系，且探究不同盐度和温度对紫海胆受精、孵化、胚胎发育、浮游幼体生长、摄食和变态的影响，最后收集同一批次八腕幼体和稚海胆进行转录组测序，并进行了与变态相关的mTOR通路中差异基因及其SNP的筛选。主要研究结果如下： 1. 于2019年5月—2020年8月，以天然紫海胆为亲本，对亲本促熟和幼体培育技术进行了改进。在亲本暂养期间足量投喂海带和牡蛎，两周后进行催产，亲本排放精卵率达到90%，且配子受精率达到95%，孵化率达到85%。在幼体培育过程使用超滤海水和不换水育苗，结合投饵少量多次的方法，八腕幼体存活率为74.95%，最终获得了3~8 mm的稚海胆30万余，提高了紫海胆人工育苗效率。 2. 在盐度20~35范围内，紫海胆的受精率超过95%，但在盐度15和40下无法受精；盐度30时胚胎发育最快，孵化率（89.8%）显著高于其他盐度（P＜0.05）；浮游幼体期适宜盐度为25~35，最适盐度为30，盐度20和40下幼体仅能发育至Ⅰ期八腕幼体，而盐度15下，幼体发育受到抑制并一直停留在四腕幼体阶段，7 d后死亡；而Ⅳ期八腕幼体在盐度15~40下培育72 h，变态率超过21.4%，其中盐度30下幼体变态率最高（P＜0.05），为54.7%，且变态速度最快，能在24 h时出现稚海胆；浮游幼体在盐度35培育下口后腕和前侧腕生长最快，在盐度30培育下胃面积最大，且摄食率最高。表明盐度对紫海胆的早期发育有较显著的影响。 3. 紫海胆在20~32℃下，都能够成功受精和孵化，其中28℃时受精率和孵化率最高，分别为96.33%和90.43%，且胚胎发育最整齐；32℃下胚胎发育速度最快，但死亡率较高；20℃时，胚胎发育速度最慢且死亡率高。浮游幼体期适宜温度为24~28℃，最适温度为28℃，在32℃和20℃时出现大量幼体发育停滞在四腕幼体阶段或死亡，且13 d时20℃幼体仅能发育至Ⅰ期八腕幼体；温度为24~32℃时的Ⅳ期八腕幼体在72 h的变态率超过27.2%，其中32℃的幼体变态率高达61.1%；浮游幼体在28℃培育下口后腕、前侧腕和胃面积生长最快，且摄食率最高。表明温度对紫海胆的早期发育有较显著的影响。 4. 比较八腕幼体和稚海胆两种样品转录组共获得显著性差异基因29 542条，其中22 507条基因在稚海胆中表达量上调，7 035条基因在八腕幼体中表达量上调。稚海胆中上调幅度大的表达基因数量较多，上调表达10倍以上的数量为10 358条；而八腕幼体中只有4 776条。具有10倍以上差异的基因主要集中在遗传信息的表达翻译和信号转导两个方面。mTOR、AMPK和IIS通路中的多数基因在稚海胆中表达量上调。 5. 分析转录组发现测得672 329个SNP，筛选八腕幼体和稚海胆组中Q＞30，depth＞10和P＜0.05的高质量SNP，共获得48 681个，结合最小等位基因频率（MAF）和转录组基因的表达水平数据对初筛SNP再次筛选，在mTOR、AMPK和IIS通路中差异基因的外显子上筛选得到了7个，4个位于PI3K基因上和3个位于Raptor基因上。
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