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扇貝屬于雙殼貝類，作為距今5億年前就已出現(xiàn)的古老動(dòng)物類群，雖歷經(jīng)多次生物大滅絕事件，至今仍昌盛并繁衍不息，其非凡的環(huán)境適應(yīng)能力使之成為研究動(dòng)物適應(yīng)性進(jìn)化的良好模型。包振民院士團(tuán)隊(duì)與北京諾禾致源公司、美國(guó)羅格斯大學(xué)等單位研究人員合作，完成了繼蝦夷扇貝之后我國(guó)第二種主養(yǎng)扇貝（櫛孔扇貝）基因組精細(xì)圖譜的繪制，在雙殼貝類環(huán)境適應(yīng)性的組學(xué)解析方面取得重要進(jìn)展。
扇貝生存有“奇招” 近期，國(guó)際權(quán)威期刊Nature子刊NatureCommunications在線發(fā)表了海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過(guò)程功能實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)帶頭人、中國(guó)海洋大學(xué)包振民院士團(tuán)隊(duì)的最新論文《扇貝基因組揭示其對(duì)半附著生活方式和神經(jīng)毒素耐受的分子適應(yīng)機(jī)制》。扇貝和貽貝、珍珠貝一樣，也是附著在淺海巖石或沙質(zhì)海底生活的，一般右邊的殼在下、左邊的殼在上平鋪于海底。平時(shí)不大活動(dòng)，但當(dāng)感到環(huán)境不適宜時(shí)，能夠主動(dòng)地把足絲脫落，做較小范圍的游泳。尤其是幼小的扇貝，用貝殼迅速開合排水，游泳很快，這在雙殼類中是比較特殊的。
另外，扇貝以絢麗多彩的外殼為人們所熟知，其半附著生活方式，具有碩大閉殼肌以支撐其游泳能力、擁有眾多發(fā)達(dá)的鏡眼以尋覓合適的棲息地及躲避敵害，可分泌足絲營(yíng)暫時(shí)性附著生活，以及積累并耐受高濃度藻源性神經(jīng)毒素，探索這些適應(yīng)性性狀產(chǎn)生的分子基礎(chǔ)有助于理解雙殼貝類是如何通過(guò)進(jìn)化以適應(yīng)不同的生境。
揭示扇貝足絲粘附的關(guān)鍵組分 包振民院士團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)完成了櫛孔扇貝首張高質(zhì)量全基因組圖譜繪制。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，控制能量供給的關(guān)鍵酶——精氨酸激酶在扇貝閉殼肌中的表達(dá)量高，對(duì)其實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式游泳能力至關(guān)重要。扇貝通過(guò)高表達(dá)產(chǎn)能步驟的相關(guān)基因而低表達(dá)耗能步驟的相關(guān)基因，以實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)能效率。與脊椎動(dòng)物不同，扇貝肌肉呈現(xiàn)“分子雜合”狀態(tài)，即脊椎動(dòng)物橫紋肌和平滑肌標(biāo)志基因在扇貝相應(yīng)類型肌肉中均呈共表達(dá)現(xiàn)象，且這種“分子雜合”現(xiàn)象很可能是動(dòng)物肌肉的一種古老的存在形態(tài)。
對(duì)扇貝眼睛的研究發(fā)現(xiàn)，其高表達(dá)的視蛋白r-opsin基因?yàn)橥ㄟ^(guò)反轉(zhuǎn)座機(jī)制產(chǎn)生的無(wú)內(nèi)含子基因，為其實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生大量視蛋白提供進(jìn)化優(yōu)勢(shì)，視蛋白基因家族通過(guò)擴(kuò)張及增加關(guān)鍵功能位點(diǎn)的新突變以拓展對(duì)不同波長(zhǎng)光譜感知的敏感性。扇貝具有功能特化的足，通過(guò)全面解析足絲分泌的時(shí)空調(diào)控模式，揭示了擴(kuò)張的酪氨酸酶基因家族在扇貝足絲分泌和粘附過(guò)程中所起的重要調(diào)控作用。扇貝足絲粘附的關(guān)鍵組分與已知貽貝相關(guān)組分存在很大不同，為開發(fā)新型“濕粘附”材料奠定了基礎(chǔ)。
扇貝腎是轉(zhuǎn)化毒素最主要的器官 此外，研究發(fā)現(xiàn)扇貝對(duì)高濃度藻源毒素的耐受能力，主要通過(guò)改變Na離子通道關(guān)鍵位點(diǎn)及表達(dá)量來(lái)實(shí)現(xiàn),使貝類能夠提升數(shù)十倍乃至上萬(wàn)倍的毒素抗性。研究還意外發(fā)現(xiàn)扇貝的腎是積累和轉(zhuǎn)化毒素最主要的器官，這也是一個(gè)突破性的發(fā)現(xiàn),此前腎在貝類毒素研究中一直是被忽視的一個(gè)器官。研究發(fā)現(xiàn)扇貝肝胰腺和腎作為兩個(gè)主要“毒素中心”,前者主要負(fù)責(zé)毒素吸收和轉(zhuǎn)運(yùn),而后者主要負(fù)責(zé)毒素轉(zhuǎn)化和代謝,其中磺基轉(zhuǎn)移酶在毒素轉(zhuǎn)化中起著重要作用。上述研究拓展和加深了當(dāng)前學(xué)界對(duì)扇貝半附著生活方式和神經(jīng)毒素耐受的組學(xué)調(diào)控基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)，為理解雙殼貝類適應(yīng)性性狀的進(jìn)化起源提供了新的認(rèn)知。
此研究得到了海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室相關(guān)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助,包振民院士和海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋生物學(xué)與生物技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家、中國(guó)海洋大學(xué)王師教授同為本文的通訊作者。這也是本年度該研究團(tuán)隊(duì)在扇貝基因組解析和動(dòng)物進(jìn)化領(lǐng)域獲得的又一重要研究成果,凸顯了海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在海洋生命過(guò)程與資源利用研究領(lǐng)域的國(guó)際前沿地位。
青島晚報(bào)/掌上青島/青網(wǎng) 記者 王偉
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青島三種主要扇貝 扇貝是我國(guó)沿海主要養(yǎng)殖貝類之一，那么其種類有多少呢，我國(guó)常見的扇貝有幾種呢？調(diào)查表明：世界上出產(chǎn)的扇貝共有60多個(gè)品種，我國(guó)約占一半。青島現(xiàn)在可以養(yǎng)殖種類有櫛孔扇貝、海灣扇貝和蝦夷扇貝三種。其中，海灣扇貝是外來(lái)品種，帶有褐色的貝殼，扇貝肉水分較大，口感好；櫛孔扇貝也被大家叫做青島扇貝，帶有紅色的貝殼，是青島本地海域的特產(chǎn)，加工扇貝干貨多用櫛孔扇貝，主要是因?yàn)槠渌窒鄬?duì)較??；而蝦夷扇貝個(gè)頭比較大，是白色的貝殼，在市場(chǎng)上數(shù)量較少。
如今，島城市民吃到的海灣扇貝，早已不是上個(gè)世紀(jì)八十年代引進(jìn)的原始品種，而是經(jīng)過(guò)多年選育的新品種。青島的科研人員經(jīng)多年選育，成功培育出海灣扇貝新品種，目前已成為我國(guó)海灣扇貝的主養(yǎng)品種，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
海灣扇貝 海灣扇貝原產(chǎn)于美國(guó)大西洋沿岸的淺海或內(nèi)灣的泥砂底質(zhì)中，其生存水溫為2-34℃，生長(zhǎng)水溫為5-30℃。在-1℃條件下，72h后成活率為75%。3℃以下時(shí)貝殼閉合，不分泌足絲，5℃以下停止生長(zhǎng)，10℃以上生長(zhǎng)良好，18-28℃生長(zhǎng)最快。海灣扇貝對(duì)鹽度變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，1mm的稚貝生長(zhǎng)的適鹽范圍為21‰- 37‰，最適鹽范圍25‰- 34‰，成貝的適鹽范圍為16‰- 43‰，生長(zhǎng)的適宜鹽度2l‰-35‰。
蝦夷扇貝 蝦夷扇貝屬狹溫冷水性貝類，也叫夏威夷貝，其生長(zhǎng)適溫范圍為5- 20℃，最適生長(zhǎng)水溫10 - 20℃，低于5℃生長(zhǎng)緩慢，0℃運(yùn)動(dòng)即極度降低直至停滯，水溫高于23℃時(shí)生活能力減弱，并漸趨死亡。蝦夷扇貝對(duì)鹽度的適應(yīng)范圍較窄，適宜鹽度為25‰-35‰，最適鹽度為30‰- 33‰，但稚貝的適鹽范圍較廣，在鹽度11.5‰的低鹽海水中、鹽度40.7‰的高鹽海水中，其鰓纖毛運(yùn)動(dòng)仍然正常。
蝦夷扇貝耐干露能力較差。殼高1.8-2cm的貝苗氣溫28℃，露空16h全部死亡；氣溫27℃，露空2天全部死亡：氣溫26℃，露空5天全部死亡。
櫛孔扇貝 櫛孔扇貝自然分布于渤海和黃海北部沿海，它生活在水流較急、鹽度較高、透明度較大、水深10-30m的巖礁底或有貝殼砂礫的硬質(zhì)海底，用足絲附著生活。櫛孔扇貝對(duì)低溫適應(yīng)能力較強(qiáng)。水溫在15- 25℃時(shí)生長(zhǎng)良好，在水溫- 1.5℃、水表面結(jié)成一層薄冰時(shí)也能存活，但在4℃以下貝殼幾乎不能生長(zhǎng)，水溫25℃以上生長(zhǎng)也受影響，在-2℃以下或30℃以上能導(dǎo)致死亡。櫛孔扇貝對(duì)海水比重適應(yīng)范圍為1.015-1.029，而以1.017-1.026為最適宜。
[編輯: 劉曉明]
