刺参耐寒相关基因筛选及表达研究

2010年1、2月间，辽东湾、黄海北部发生了３０年来同期最为严重的低温冰害,本次低温冰害严重影响了我国海参养殖业，如何解决我国北方沿海冬季低温对海参养殖业造成的危害迫在眉睫。本研究以此为契机，在前期大量调研工作的基础上，以本课题组构建的刺参耐寒研究基础群为试验材料，从已进行的刺参缓降实验和骤降实验中获得的大量生理指标和数据为研究基础，运用抑制消减杂交等分子生物学、生物信息学理论与实验技术，进行刺参耐寒相关基因筛选、克隆并研究其在不同降温模式下的表达。本研究将揭示刺参在低温条件下重要基因的表达模式；解析刺参在降温条件下，生理、生化变化过程的分子机理；获得低温与刺参生理代谢变化的相关信息。本研究对指导刺参优良品种培育，避免低温造成的重大养殖损失，实现刺参安全生产具有十分重要的理论与实践意义。

温度是影响刺参生存、生长发育和繁殖的重要环境因子之一，我国北方的渤海和黄海北部，由于冬季受西伯利亚南下寒潮影响，每年都有不同程度的低温、冰冻现象，严重影响了北方沿海海参养殖业，一些地区海参死亡率达80%以上，存活的海参也出现了严重化皮现象，严重影响了该产业发展的速度和规模。研究利用抑制性消减杂交技术(SSH)，分别构建刺参骤降和缓降两个双向消减cDNA文库，并对其测序结果进行分析：进行了刺参耐寒差异表达基因的克隆；为探讨低温胁迫对刺参基因表达的影响，从已构建的刺参耐寒基因筛选cDNA文库中选取8个差异基因（溶菌酶，铁蛋白，转铁蛋白，热休克蛋白70，gp96，Toll受体蛋白，主要卵黄蛋白1和主要卵黄蛋白2）并研究了其在低温处理条件下的表达；同时，进行了低温对刺参新品种“水院1号”和普通刺参免疫酶影响的初步研究，结果显示“水院1号”较大连养殖刺参群体对低温的反应更灵敏，保护机体免受氧化损伤的能力更强，为刺参耐低温品系培育过程的指标选择提供参考。研究根据国内外发展状况和生产实际，增添了低温对刺参行为影响研究；冬季养殖池塘环境因子变化研究；耐寒训练对刺参成活率及生理、生化指标的影响研究。研究揭示了刺参在低温条件下重要基因的表达模式；解析刺参在降温条件下，生理、生化的变化过程；获得低温与刺参生理代谢变化的相关信息。研究对指导刺参优良品种培育，避免低温造成的重大养殖损失，实现刺参安全生产具有十分重要的理论与实践意义。基金完成预期目标，共发表研究论文10篇，其中SCI收录2篇，另有2篇论文已投稿SCI期刊，正在审稿中；基金进行期间获授权发明专利3项，申报发明专利2项；培养从事基因克隆、表达工作的研究人员2名，共培养已毕业和即将毕业硕士研究生7名。