Page 50 - 《水产学报》2025年第11期
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胡利，等                                                                 水产学报, 2025, 49(11): 119105

                                                                       [20]
              及外切酶 (exochitinases) 两类。几丁质外切酶包                  生了影响 。随着大气中             CO 气体排放量不断
                                                                                          2
                                                   [2]
              括几丁二糖酶和         N-乙酰-D-葡萄糖胺酶 。几丁                 加重，海水      pH  将会持续性降低，预计至             21  世
              质通过几丁二糖酶分解为二聚体，通过                    N-乙酰-       纪末，海水      pH  值将进一步下降       0.3~0.4  个单位，
                                            [3]
              D-葡萄糖胺酶将其分解为单体 。几丁质内切                            届时海水的      pH  值将趋近于      7.8  [21-22] 。然而，海
              酶能够在几丁质内部随机位点水解                 β-1,4 糖苷键，       洋酸化环境下贝类几丁质酶应答机制的研究目
              例如，壳三糖苷酶能将壳三糖水解为壳寡糖。                             前仍相对有限。
              几丁质酶种类繁多且研究广泛，其功能主要包                                 长牡蛎隶属于软体动物门 (Mollusca) 双壳
              括促进蜕皮、辅助捕食及防御病原微生物三方                             纲 (Bivalvia)，是世界上最具经济效益的贝类之
                 [4]
              面 。目前贝类中几丁质酶家族研究主要集中                             一，在全球范围内广泛养殖。目前，长牡蛎中
              在  GH18  家族  [5-6] ，但对其功能研究十分有限。                 几丁质酶家族鉴定及其对海洋酸化响应机制相
                   几丁质是贝类外壳有机框架的重要组分之                          关研究较少。本实验利用生物信息学分析、实
              一。几丁质不仅参与构建了贝壳的有机质结构，                            时荧光定量      PCR (RT-qPCR) 和原位杂交等技术
              还调控碳酸钙晶体的沉积与排列过程                   [7-8] ，在长     对  Cgchitinase 家族基因的分子特征进行鉴定，
              牡蛎 (Crassostrea gigas) 等贝类外壳的正常形成                并对其理化性质及系统发育进化关系等进行了
              和受损壳的修复过程中扮演着关键角色                     [8-9] 。在   分析，同时对其中代表性成员               Cgamcase-1  基因
              形成壳的过程中，几丁质酶通过分解贝壳中的                             在海洋酸化条件下的表达模式进行研究。为进
              几丁质，确保几丁质框架的形态和结构维持在                             一步了解长牡蛎几丁质酶基因家族的组成和功
                                                               能特征提供参考。
              最适宜的状态       [9-10] 。例如，长牡蛎幼虫发育过程
              中几丁质酶表达的升高会导致几丁质过度分解，
                                                                1    材料与方法
                                           [11]
              从而使壳结构的形成受到阻碍 。在栉孔扇贝
              (Chlamys farreri) 中，几丁质酶受到抑制后导致
                                                                1.1    实验材料
              贝壳中几丁质框架的形成不规则，晶体片层的
                                                                   实验所用的       2  龄长牡蛎均采集自大连庄河
              轮 廓 呈 现 出 不 规 则 状 态      [12] 。 在 马 氏 珠 母 贝
              (Pinctada martensii) 中  GH18  几丁质酶的表达被           市的长牡蛎养殖海区。实验动物在运达实验室
                                                               后进行清洗，并在曝气的养殖池中暂养                    7 d，其
              特异性抑制后，壳形态发生改变且最外层有机
                                                               间每天饲喂螺旋藻粉           1  次，养殖水体换水         1/3。
                                [13]
              质膜出现异常现象 。因此，几丁质酶对于贝
                                                               待长牡蛎各项生理条件趋于稳定后进行后续实
              壳的形成和维护至关重要。外套膜是贝壳形成
                                                               验 。 实 验 所 用 的 大 肠 杆 菌  (Escherichia  coli)
                         [14]
              的重要器官 ，外套膜缘膜区又分为外褶、中
                                                               DH5α  感受态细胞购自天根生化科技                (北京) 有
              褶与内褶 ，其中外褶与有机质层密切相关 。
                                                       [16]
                       [15]
                                                               限公司。
              探究几丁质酶的产生部位是明确贝壳形成机制
              的重要环节。                                            1.2    实验方法
                   几丁质酶的活性受温度、pH              值等多种因素                样品的采集  采集的长牡蛎于 (15±1) ℃
              影响。研究显示，昆虫中不同几丁质酶基因在                             海水中暂养      7 d。随机选取      9 只长牡蛎，对其外
              不同温度条件下的表达模式存在差异，部分基                             套膜组织在体视显微镜下进行分褶处理，分别
              因在高温环境下表达水平上升，部分基因则在                             为外褶 (OF)、中褶 (MF) 和内褶 (IF) ，向样品
                                                                                                [23]
              低温环境下表达水平更显著 。植物中几丁质                             中加入    1 mL TRIzol™试剂 (北京全式金生物技
                                         [17]
              酶已被证实参与对抗高温、干旱等环境胁迫 。                            术有限公司)，液氮速冻后，存放于−80 ℃                  超低
                                                       [18]
              在长牡蛎中几丁质酶对酸化胁迫产生响应，在                             温冰箱中。本研究获得了大连海洋大学实验动
              pH=7.4  的海水酸化条件下，长牡蛎              D  形幼虫中        物管理和使用伦理委员会批准，实验过程中操
              几丁质酶的表达水平显著上升导致幼虫壳中几                             作人员严格遵守伦理规范，并按照大连海洋大
                            [19]
              丁质降解增加 。近年来，海洋酸化引发全球                             学动物管理和使用伦理委员会制定的规章制度
              高度关注，并导致海水             pH  下降和碳酸钙饱和              执行。
              度降低，对长牡蛎的生长发育及钙化过程均产                                  酸化胁迫  将        72  只成体长牡蛎随机分为

              https://www.china-fishery.cn                           中国水产学会主办    sponsored by China Society of Fisheries
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