三倍体太平洋鲍(Haliotis discus hannai)性腺发育障碍及其对肉质产量与生理响应的调控机制

【字体: 时间:2025年07月30日 来源:Aquaculture 3.9

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  针对三倍体贝类生殖能力下降的种质改良需求,研究人员通过系统性分析三倍体太平洋鲍的性腺发育特征、类固醇激素水平及足肌-软组织指数(FMSI),首次建立三倍体鲍性腺发育分级标准,揭示雌性保留部分配子功能而雄性精子发生阻滞的性别差异机制,发现性腺饱满度(GBIn)与肉质产量的负相关性,为三倍体鲍育种策略提供理论支撑。

  

在贝类养殖产业中,太平洋鲍(Haliotis discus hannai)作为中国年产量超24万吨的主导品种,其缓慢的生长速度成为制约产业发展的瓶颈。虽然三倍体诱导技术被广泛应用于水产育种以提升生长性能,但三倍体贝类生殖障碍的机制及其对肉质产量的影响始终存在显著物种差异。现有研究显示,不同物种三倍体可能呈现完全不育、单性别可育或部分可育等四种生殖模式,而太平洋鲍的生殖特征尚存争议。更关键的是,生殖能量再分配如何影响鲍鱼主要食用部位——足肌的发育,这一产业核心问题尚未阐明。

为破解这一难题,厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室的研究团队开展了一项系统性研究。通过对同源三倍体与二倍体太平洋鲍的周年生殖周期观测,结合组织学、激素检测及生物计量学分析,首次揭示了性腺发育异常与肉质产量的内在关联。相关成果发表在《Aquaculture》期刊,为三倍体鲍精准育种提供了重要理论依据。

研究采用三倍体诱导群体(6-DMAP处理组)与二倍体对照组进行对比,通过组织切片分级观察配子发生过程,检测雌二醇(E2)和睾酮(T)水平变化,并创新性提出足肌-软组织指数(FMSI)和性腺体积指数(GBIn)的量化评估体系。样本采集自福建漳州海域(23°46′N, 117°32′E)的海上吊养系统,覆盖7-24月龄关键发育阶段。

【Oogenesis】部分显示,三倍体雌性仅保留卵原细胞(Og)和少量卵母细胞(Oc2、Oc5),缺失典型发育中间阶段,但意外发现成熟卵子的存在,表明其配子发生存在随机性发育潜能。而【Spermatogenesis】结果更显著,三倍体雄性精巢停滞在精母细胞阶段,伴随大量凋亡/自噬细胞,完全丧失精子形成能力。

【Steroid hormones】数据显示,三倍体性腺E2和T水平在发育停滞期骤降,提示类固醇激素合成障碍可能是生殖中断的关键因素。【Growth-reproduction trade-off】分析发现,性腺发育程度(FMSI)与足肌产量呈显著负相关,尤其在繁殖季,雌性三倍体性腺饱满度(GBIn)下降伴随足肌指数提升,证实能量向体细胞生长的再分配效应。

讨论部分指出,三倍体太平洋鲍呈现独特的"雌性部分可育-雄性完全不育"生殖模式,这种性别二态性可能与性染色体剂量补偿机制有关。研究建立的性腺发育分级标准填补了贝类三倍体评估体系的空白,而FMSI-GBIn相关性模型为选育高肉质产量品系提供了量化指标。值得注意的是,雌性残留的生殖能力可能带来生态风险,这提示未来育种需结合基因编辑等技术实现完全不育。

该研究首次阐明三倍体鲍生殖-生长权衡的生理基础,其创新性在于:1) 揭示类固醇激素调控在三倍体生殖障碍中的核心作用;2) 建立足肌发育的预测性生物标记;3) 为制定差异化的雌雄育种策略提供依据。这些发现不仅推动鲍鱼种质创新,也为其他经济贝类的三倍体育种提供了范式参考。

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