東風螺生物學與遺傳育種研究進展

付敬強,游偉偉,駱 軒,柯津偉,柯才煥*

(1.廈門大學環境與生態學院,海洋與地球學院,近海海洋環境科學國家重點實驗室,福建 廈門 361102;2.福建省海洋經濟生物遺傳育種重點實驗室,福建 廈門 361102;3.福建省特色水產品種質資源保護利用與共享平臺,福建 廈門 361102)

東風螺俗稱花螺、旺螺、黃螺,在我國臺灣地區又稱鳳螺,分布于熱帶、亞熱帶地區,屬肉食性淺海底棲貝類,味道鮮美,是一類符合現代營養需求的高蛋白、低脂肪的名貴海鮮.世界上現有東風螺種類11種,均為可食種類,目前投入養殖生產的僅有方斑東風螺(Babyloniaareolata)和泥東風螺(B.lutosa)2種[1].我國是世界東風螺養殖最主要的國家,目前東風螺在國內的養殖主要分布在福建省以南沿海地區,其中海南省因得天獨厚的地理環境和氣候條件優勢,成為我國東風螺種苗培育和養殖的最適宜地區.

我國東風螺的生物學研究始于1986年,由廈門大學率先開展東風螺的繁殖生物學研究,隨后進行了人工育苗和養殖試驗[2-4].20世紀90年代后期福建省、廣東省和海南省的諸多科研機構也先后成功實現東風螺育苗和養殖,21世紀初期形成規?；B殖生產,以方斑東風螺為主,泥東風螺為輔.另外,我國臺灣地區20世紀80年代初開展過臺灣東風螺(B.formosaeformosae)的試養,并在20世紀90年代對臺灣東風螺和泥東風螺進行了分類學和生物學研究,但未形成養殖產業[5].國際上,早在20世紀70年代,日本就開展了日本東風螺(B.japonica)的人工育苗技術研究和放流增殖工作,但未形成規?；B殖,現今多集中于毒理學研究[6-7];泰國于20世紀90年代開展了方斑東風螺的人工育苗和養殖研究,但目前養殖規模較小[8];越南于近年開展了方斑東風螺的養殖模式研究,并實現小規模養殖[9];印度曾開展過深溝東風螺(B.spirata)的生物學研究,但未開展人工養殖[10].過去30余年,廈門大學貝類遺傳育種團隊在東風螺的分類與進化、生物學特征、營養價值與需求、選擇育種、雜交育種、DNA分子標記開發和利用等方面取得了顯著的成果,本文主要綜述相關研究進展.

1 東風螺屬的分類與系統進化

東風螺隸屬于軟體動物門(Mollusca)腹足綱(Gastropoda)前鰓亞綱(Prosobranchia)新腹足目(Nerobanchia)東風螺屬(Babylonia),起初被歸為蛾螺科(Buccinidae),而最新的分類已將其移出并單獨作為東風螺科(Babyloniidae)[11],全世界已發現的現生11種僅分布于印度-太平洋地區[12].中國大陸沿岸迄今報道該屬種類2種,即方斑東風螺和泥東風螺,均為經濟養殖種,兩者的染色體數目2N=66,核型為32m+20sm+8st+6t[13].

關于東風螺的分類曾存在一些疑義,如早期根據貝殼花紋特征將泥東風螺誤定為臺灣東風螺和波部東風螺(B.formosaehaber),后又重新鑒定為泥東風螺[1].為了厘清東風螺屬的系統進化關系,對分布于印度-太平洋地區的錫蘭東風螺(B.zeylanica)、深溝東風螺(B.spirata)、臺灣東風螺、方斑東風螺湛江群體、方斑東風螺泰國群體和泥東風螺進行線粒體基因組測序,結果顯示方斑東風螺湛江群體、方斑東風螺泰國群體和泥東風螺的線粒體全基因組大小分別為15 445,15 298和15 380 bp,均包含13個蛋白質編碼基因.基于線粒體基因組的系統學分析發現,方斑東風螺湛江群體和泰國群體的線粒體部分序列的遺傳距離僅為0.007,而其他種間的遺傳距離在0.126～0.186范圍,由此能夠推斷方斑東風螺湛江群體和泰國群體系種內群體間的差異水平.同時,泥東風螺和臺灣東風螺之間的遺傳距離為0.124,達到種間的水平,而非早期誤認為的亞種關系(圖1)[1].

圖1 基于線粒體部分序列構建的不同東風螺系統進化樹(鄰接法)[1]Fig.1 Phylogenetic neighbor-joining tree of different Babylonia based on partial mitochondrial sequences[1]

2 東風螺的生物學特征

自然環境下,東風螺一般分布于潮下帶數米至數十米水深的淺海區,不同種類對底質的要求不同,一般為沙質、泥質或泥沙質.東風螺的活動具有晝伏夜出的周期性,白天潛伏在砂泥中并露出水管,僅在漲、退潮時稍作移動,夜間借助腹足爬行四處覓食.

2.1 生殖與繁殖生物學特性

東風螺為雌雄異體,雌雄比例約1∶1,從貝殼和厴形態上無法辨別其性別,只能根據軟體部的交接器形態、卵囊腺有無和性腺顏色等特征加以區分[4].

雄性生殖系統由精巢、輸精管及附屬腺和雄性交接器等器官組成.精巢位于內臟團中軸右側,緊貼肝臟,并隨肝臟螺旋部的旋轉而扭曲(圖2(a))[14].根據組織學觀察,將精巢的發育分為精原細胞期、精母細胞分裂期、成熟與排放期以及退化期4個時期;精子的發生最初從精原細胞開始,然后經歷初級精母細胞和次級精母細胞的發育,最后形成精細胞[15].在光學顯微鏡下,精子呈發絲狀;在透射電鏡下,精子由頭部和尾鞭兩部分構成.根據本課題組對3種東風螺精子形態的研究,判斷東風螺的精子為進化型精子,不同種東風螺的精子長度有顯著差別,如臺灣東風螺、泥東風螺和方斑東風螺的精子長度分別約130,150和160 μm[16-17].

圖2 東風螺的雄性(a)和雌性(b)生殖系統示意圖[14]Fig.2 The male (a) and female (b) reproductive systems of Babylonia[14]

雌性生殖系統包括卵巢、輸卵管、附屬腺、交接囊和陰道,卵巢在位置上與精巢相同(圖2(b))[14].根據對卵巢周年組織學切片觀察,將卵母細胞的發育劃分為卵原細胞期、生長期、成熟期和退化期,而卵巢的發育以卵母細胞的發育時相分期為基礎劃分為增殖期、生長期、成熟和排放期及退化期4個時期[15].

東風螺為體內受精,雌雄個體在繁殖期進行交配.在福建省和廣東省東部海域,東風螺屬的方斑東風螺和泥東風螺的繁殖期一般在5—9月,10月后性腺退化;而在海南島沿岸,方斑東風螺四季均可交配產卵,但冬季產卵量較少.在交配過程中,雄性通過交接器將精子儲存于雌性生殖管道內,待卵子排出到蛋白腺腔中完成受精作用;受精后的卵子進入卵囊腺內,形成卵囊雛形并被產出體外,然后緊貼足部側壁輸送到腹足口中并在其內進行成形作用,形成一定形狀的卵囊附著在基底上[4].

2.2 胚胎與幼體發育

東風螺的受精卵由卵囊包裹,根據種類的不同,東風螺幼體早期發育的營養方式分為卵黃營養和浮游植物營養2種類型(表1).如臺灣東風螺和日本東風螺的幼體為卵黃營養,從受精卵發育成稚螺的整個階段都在卵囊內完成,整個發育過程的營養來源由自身卵黃囊提供;而方斑東風螺和泥東風螺等多數種

表1 不同種類東風螺的卵囊、卵子及幼體營養類型特征

類的幼體營養則為浮游植物營養,幼體發育分為卵囊內和卵囊外兩個階段.在卵囊內發育過程中,受精卵經過多次卵裂發育到多細胞時期,然后經歷桑葚期、囊胚期、原腸期后發育至早期面盤幼體時期;待發育至中期面盤幼體時期,幼體陸續從卵囊內游出開始浮游生活[4].整個卵囊內發育階段,營養物質由自身卵黃囊提供,當幼體開始浮游生活,體內的營養能量代謝發生劇烈變化,卵黃囊在3～4 d被消耗殆盡,幼體由內源性營養向外源性營養轉變,開始從海水中攝食單胞藻以供自身生長發育.在營養充足和環境適宜的條件下,一般2周內幼體面盤退化消失,變態成為稚螺后開始營底棲生活;同時,食性也從浮游階段的植食性轉變為肉食性[4,19-20].而在幼體從早期面盤幼體發育變態為稚螺的過程中,消化酶的活性、蛋白質的合成及能量代謝處在不斷變化中.已有研究證實貝類具有分泌纖維素酶的能力,并提出以(淀粉酶+纖維素酶)/(蛋白酶+脂肪酶)的酶活比指示方斑東風螺食性變化更準確合理[21-23].

幼體在發育過程中會受到多種環境因子的影響,其中主要影響因子為溫度和鹽度.在突變條件下的胚胎發育溫、鹽度適應范圍均比漸變條件下的窄;突變和漸變條件下胚胎發育的最適溫度范圍分別為23.5～30.0 ℃和21.5～31.0 ℃,相應的胚胎發育最適鹽度范圍分別為20.5～28.5和18.5～32.5,而溫鹽交互分析表明低溫高鹽對胚胎發育的影響更大;此外,對幼體發育而言,其生長和變態的最適溫、鹽度范圍分別為25.0～30.0 ℃和21.0～27.5[24-25].

光因子對東風螺的幼體發育具有明顯影響,其中綠光對幼體的受精、孵化和變態具有顯著的促進作用,但作用效果受光照強度和光周期的影響,在光照強度和光周期分別為888.9 lx和12 h光照:12 h黑暗的條件下,幼體的受精率、孵化率和變態率最高;而藍光則對幼體發育起抑制作用[26].此外,根據1996年柯才煥等[3]對泥東風螺和方斑東風螺幼體發育的研究報道,0.012 mol/dm3K+在持續24 h作用下能夠有效誘導以上兩種東風螺的90%以上浮游幼體完全變態,10-4mol/dm3多巴胺誘導時可達到上述K+誘導時約一半的變態率,獲得變態能力時泥東風螺和方斑東風螺幼蟲的殼高分別為860.2～1 009.8 μm和849.6～956.0 μm[3].這也證實化學因子對東風螺幼體的附著和變態有顯著誘導作用,但具體作用機制目前尚不清楚.

東風螺幼體的發育受環境因子和化學因子等多種因素影響,上述研究對東風螺幼體的培養和人工育苗技術的發展起積極的促進作用.

2.3 攝食生態學

針對經歷浮游生活史的東風螺幼體,其攝食、生長和變態受幼體培養密度、餌料豐度和種類等多種因素影響.幼體培養密度對攝食率起負作用,當培養密度超過0.25 mL-1時,幼體的攝食率和濾水率顯著下降(P<0.05);幼體對粒徑相對大的藻類的攝食率高于粒徑小的藻類,對硅藻的攝食率高于綠藻,而混合藻類投喂能增加幼體的攝食率.為了獲得幼體最大的生長和存活結果,幼體的培養密度應低于0.25 mL-1,同時需要增大藻液的投喂濃度,其中牟氏角毛藻(Chaetocerosmuelleri)和湛江等鞭金藻(Isochrysiszhanjiangensis)的投喂細胞濃度以2.0×105mL-1為宜[27-28].此外,東風螺幼體的攝食受光照條件影響.在0～2 000 lx光照強度范圍內,東風螺幼體的攝食率隨著光照強度增加而升高,且幼體的攝食具有晝夜節律性,其全天最高攝食率出現在清晨,最低攝食率出現在傍晚;同時,光照條件和晝夜節律對東風螺幼體攝食率的影響有顯著交互作用.如在不同光照條件下,全天保持1 000 lx光照強度,除傍晚外其他時段幼體的攝食率均保持在較高水平,且無顯著變化;而白天黑暗與夜里保持1 000 lx的光照,幼體全天最低攝食率出現在無光照的中午,全天最高攝食率出現在始終有光照的子夜[29].因此,在進行東風螺幼體培育時,為獲得更高的生長率和存活率,應綜合考慮幼體培養的密度、餌料供給、光照條件及幼體的攝食節律等因素.

食物限制對幼體的生長、存活和變態有顯著影響.如饑餓導致泥東風螺幼體的變態時間延長,幼體饑餓時間少于48 h再提供餌料能夠快速恢復正常生產發育水平;而當饑餓時間超過104.5 h再補充餌料供應,幼體則無法發育到變態階段[20].此外,饑餓脅迫下東風螺體內的抗氧化酶系統、消化酶活力及營養物質組成呈現動態變化.在饑餓過程中的前25 d,超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)活力逐漸增強,饑餓時間超過40 d則酶活力顯著下降;同時脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶的活力及RNA與DNA的比值均隨饑餓時間延長而降低;饑餓前期東風螺主要消耗脂肪和糖原,蛋白質含量在饑餓80 d前較穩定,后期迅速下降,在饑餓120 d后仍存活較好,無死亡個體出現[30-34].在自然棲息環境中,進入底棲生活的東風螺主要以死亡的海洋動物尸體為食物來源,由于其活動能力有限,容易遭受食物缺失的威脅.為了適應生存的需要,東風螺在長期進化中可能形成了一套適應饑餓的能量代謝調控機制,使其具有很強的耐饑餓能力.

2.4 免疫與毒理

與其他無脊椎動物類似,東風螺只具備先天性免疫能力,主要由非特異性細胞免疫和體液免疫兩部分組成,其中細胞免疫主要由血細胞發揮作用,構成了機體免疫反應的第一道防線.通過對方斑東風螺的血細胞種類進行鑒定,發現其血細胞由顆粒細胞和透明細胞組成[35].當機體受到病菌侵染時,兩種血細胞對病原微生物均具有清除作用,但顆粒細胞對病原菌的吞噬率顯著高于透明細胞,并且受病原菌侵染后兩種血細胞中免疫相關蛋白質的表達明顯不同,預示兩者的殺菌效率和免疫功能存在差異[36-37].在細胞免疫發生的同時,也伴隨著體液免疫的吞噬作用和呼吸暴發反應,兩者共同作用抵御病原微生物對機體造成的危害[36].然而,目前針對東風螺的抗病免疫研究開展較少,相關研究有待進一步加強.

隨著工業化與城市化的快速發展,我國越來越多的沿岸海域處于重金屬污染狀態下,海洋底棲腹足類動物因移動性小且分布廣泛,受重金屬等污染物的威脅較大.通過開展重金屬Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+對泥東風螺胚胎和面盤幼體的毒性效應研究,發現4種重金屬對胚胎和幼體的毒性大小順序為Cu2+>Zn2+>Cd2+>Pb2+,其中Cd2+對生物體危害嚴重,且具有能蓄積、難降解、可沿食物鏈傳遞等特性;進一步研究發現,Cd2+對東風螺稚螺的96 h半致死質量濃度為3.59 mg/L,安全質量濃度為0.36 mg/L,Cd2+通過東風螺攝取的食物相進行營養傳遞,對其產生的毒性較水體直接暴露低,但攝食受Cd2+污染的食物是東風螺蓄積Cd2+的主要途徑,且東風螺的肝胰臟對Cd2+的蓄積量最高[38-40].此外,在東風螺中存在嚴重的性畸變現象,其表現為雌性個體會產生不正常的雄性特征,如陰莖和輸精管的形成,性畸變嚴重時甚至會導致雌性個體生殖能力的喪失,這種結果主要由環境有機錫污染所致[41-42].因此,東風螺也可作為開展環境有機物污染和重金屬污染研究的良好材料.

3 養殖與育種

3.1 適宜養殖條件

對于水生養殖動物而言,其周圍水環境因子和養殖條件的變化將對動物的生長、發育和存活產生直接影響,其中溫度、鹽度和養殖密度與東風螺的養成結果密切相關.對不同溫度條件下養殖的方斑東風螺進行比較,發現其適宜的養殖溫度為26～30 ℃,最佳養殖溫度為26.81 ℃;與之類似,研究發現方斑東風螺適宜的養殖鹽度為26～30,最佳養殖鹽度為28.76,最佳養殖密度為527.07 m-2[43-44].在以上3項指標的最優養殖條件下,方斑東風螺的累積生長率和存活率分別達到36.84 mg/d和99.99%,滿意度函數值為99.71%[44].

3.2 營養價值與需求

東風螺以其鮮美而獨特的味道深受消費者喜愛,市場需求量供不應求,價格居高不下.對國內養殖種方斑東風螺和泥東風螺進行營養成分分析發現,兩種東風螺腹足肌肉的蛋白質質量分數高達70%左右,脂肪質量分數為5%左右,糖類質量分數接近10%,氨基酸種類齊全,必需氨基酸相對質量分數高,必需氨基酸指數在43以上,二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)相對質量分數總和分別為7.1%和10.5%,不飽和脂肪酸質量分數為6.4%～15.0%,屬于滋補海產品[45].

目前東風螺在養殖中的餌料來源以冰鮮雜魚為主,但魚肉品質不穩定且質量難以把控.在明確東風螺的基本營養成分組成后,開展東風螺的營養需求研究,對開發人工配合飼料、保障東風螺養殖產業的健康發展具有重要作用.本課題組以白魚粉和酪蛋白為飼料蛋白源開展研究,結果顯示方斑東風螺飼料蛋白質的適宜質量分數為36.47%～43.10%[46].在此基礎上,以魚油為脂肪源設計5種不同脂肪水平的飼料進行投喂分析,獲得方斑東風螺對脂肪的適宜需求質量分數為7.78%～10.74%[47].

為尋找較適宜的蛋白源,本課題組開展了方斑東風螺對不同蛋白源利用的研究.選用魚粉、豆粕、菜籽粕和啤酒酵母為原料設計6種不同蛋白源組合的飼料,通過投喂實驗證實,日糧中各種蛋白源以適當比例混合使用才能獲得最佳的生長表現及飼養效益,其中以魚粉、豆粕、菜籽粕質量比為1∶1∶1的組合為方斑東風螺較優蛋白源[48].為確定方斑東風螺的鈣、磷營養需求量,用不同鈣和磷含量的飼料飼喂方斑東風螺60 d后,不同鈣水平(質量分數0和1.5%)的飼料并不對方斑東風螺的生長性能及機體組成產生顯著影響(P>0.05),但不同磷添加水平則對方斑東風螺的體質量增長量和相對增長率有顯著影響(P<0.05),且鈣與磷之間存在交互作用(P<0.05);飼料中添加質量分數0.5%的磷(總磷質量分數0.64%)可得到最佳生長表現,飼料效果也顯著優于其他各實驗組.以體質量增長量為指標,采用回歸分析法確定飼料中的最適總磷添加質量分數為0.64%～0.97%,適宜的鈣磷質量比范圍為0.42～0.64[49].

當前,東風螺的人工配合飼料研發和應用較為滯后,市場上尚未出現一種被廣泛應用的東風螺飼料.上述研究為東風螺飼料的配方設計和生產提供了數據支持.

3.3 選擇育種及遺傳參數估算

選擇育種是目前動植物新品種培育中最常用和行之有效的手段之一.針對生長性狀,按照10%的選擇強度,本課題組對主要養殖種方斑東風螺泰國和海南兩個地理基礎群進行了歧化選擇,并估算了兩個群體的選擇反應和現實遺傳力,結果發現不同遺傳背景的群體在不同發育階段的遺傳力大小表現不同,且選擇反應也存在差別;同時,通過對方斑東風螺泰國群體和海南群體的生長性狀進行比較,發現泰國群體在殼長和體質量兩個生長性狀上表現出顯著優勢(P<0.01)[50].

另外,遺傳參數的估算正確與否直接關系到整個育種工作效率的高低,其中遺傳力和遺傳相關性是動植物育種中十分重要的遺傳參數.本課題組采用巢氏平衡設計法,在泰國群體和海南群體中,共利用27只雄方斑東風螺與81只雌方斑東風螺建立了27個父本半同胞家系與81個全同胞家系,通過同胞分析的方法估算了方斑東風螺主要生長性狀的狹義遺傳力,結果顯示方斑東風螺生長相關的遺傳力值處于中上水平,采用群體選育的方法是有效的;同時,采用相關分析的方法研究了方斑東風螺主要生長性狀間的遺傳相關性,結果顯示,除螺旋部長外,殼長、殼寬等其他生長性狀間均呈顯著相關(P<0.05);此外,采用通徑分析的方法研究了殼長等殼型性狀對體質量的影響效應,結果表明殼長對體質量的直接效應最大,螺旋部長對體質量的間接效應最大,揭示在東風螺選育過程中可以直接測量殼長指標,同時結合螺旋部長為輔選指標對體質量進行定向選育可取得較好的選育效果[51].因此,以殼長和體質量為選育目標對方斑東風螺泰國群體和海南群體進行了連續4代的選育.2018年,以速長的泰國選育系申報并獲得國審“海泰1號”(圖3)新品種證書(GS-01-008-2018).

圖3 “海泰1號”方斑東風螺新品種Fig.3 "Haitai No.1" new variety of B.areolata

方斑東風螺“海泰1號”貝殼呈長卵圓形,殼質稍薄,螺層約9層,殼面被黃褐色殼皮,殼皮上分布著微黃色不規則的長方形或條形棕褐色或紅褐色斑塊.該品種生長速度快,在相同養殖條件下,與未經選育的方斑東風螺相比,6月齡的“海泰1號”殼長平均提高18.7%,體質量平均提高32.1%.養殖周期明顯縮短,經濟效益顯著提升.目前方斑東風螺“海泰1號”已在海南省、廣東省、福建省等多地開展推廣養殖應用,對推動東風螺養殖產業的穩定發展發揮著重要作用.

3.4 雜交育種

雜交實質是不同親本間基因資源的重新聚合,能快速打破原有遺傳的保守性,使雜種獲得更大的基因流動性,是增加變異的重要途徑,可快速且顯著地實現雜交子代生活力、生長勢等優良性狀的提高,在貝類的遺傳改良中具有重要意義[52].因此,雜交育種也成為東風螺遺傳改良研究的重要方向.

方斑東風螺廣泛分布于東南亞及中國東南沿海地區,因自身活動能力差、喜群居等生活特性,不同群體間存在較大的遺傳分化和差異,且群體間不存在交配和生殖障礙問題,群體間雜交是優良品種創制的有效途徑.本課題組[53]于2010年率先從泰國羅勇引進方斑東風螺泰國群體并自繁成功;隨后采用完全雙列雜交的方式,以方斑東風螺海南翁田群體與泰國羅勇群體作為材料,進行群體間遠距離雜交.實驗結果顯示:在幼體發育階段,泰國群體♀×海南群體♂雜交組合在孵化時間、變態率和變態時間3個指標上均表現出超親優勢,超親優勢率分別為15.9%,8.7%和20.53%;在周年的養殖過程中,泰國群體♀×海南群體♂雜交組合表現出顯著的生長優勢,其殼長和體質量的中親雜種優勢率分別為20.71%和42.94%,同時保持較低的死亡率,其存活中親雜種優勢率為37.86%;但海南群體♀×泰國群體♂雜交組合在存活上優勢更明顯,整個養殖周期內其死亡率顯著低于其他組合.上述結果表明,方斑東風螺不同群體間雜交存在雜種優勢現象,這為方斑東風螺的育種選配和新品種培育指明了方向.

4 DNA分子標記開發和利用

分子標記對動植物的遺傳學分析和育種研究具有重要的作用.微衛星標記是一種共顯性標記,被廣泛應用于物種遺傳多樣性檢測、群體遺傳結構分析、親子鑒定、種質資源的評價與保護以及遺傳連鎖圖譜構建等方面,是貝類育種最常用的標記之一.

本課題組[1,54]采用生物素-磁珠吸附微衛星富集法構建了方斑東風螺和泥東風螺的微衛星文庫.在方斑東風螺中,磁珠富集的含有微衛星序列的目的片段大小主要集中在200～1 000 bp,隨機挑選88個200～1 000 bp目的片段的陽性克隆進行測序,結果發現67個含有微衛星序列,針對這些微衛星序列共設計16對引物,其中有9對引物能夠擴增出清晰穩定的條帶;在泥東風螺中,隨機挑選100個200～1 000 bp目的片段的陽性克隆進行測序,結果發現80個含有微衛星序列,針對微衛星序列共設計15對引物,其中有9對引物能夠擴增出清晰穩定的條帶.

應用新開發的9對微衛星標記對中國沿岸方斑東風螺和泥東風螺的遺傳多樣性及遺傳結構進行研究.其中方斑東風螺的海南臨高、廣東湛江、廣西北海和福建詔安4個野生群體的平均等位基因數目范圍為10.8～13.6,遺傳多樣性較高,與應用擴增片段長度多態性(AFLP)標記分析的結果[55]較一致,且4個群體間存在顯著的遺傳分化(P<0.05),福建詔安和廣東湛江2個群體的遺傳距離最大,海南臨高和廣東湛江2個群體的遺傳距離最小;泥東風螺的海南臨高、廣東湛江、廣東汕尾和福建詔安4個野生群體的平均等位基因數目范圍為21.63～28.38,福建詔安和廣東湛江2個群體的遺傳距離最大,福建詔安和廣東汕尾2個群體的遺傳距離最小,4個群體間遺傳分化顯著(P<0.05),群體間的遺傳變異達到23%[1].上述結果說明我國沿海野生東風螺的遺傳多樣性較高,地理距離是造成遺傳分化和遺傳變異的主要因素.

此外,采用10對微衛星引物(包括上述新開發的)對方斑東風螺的泰國和海南2個選育系的連續多代群體進行了遺傳多樣性和遺傳變異分析,發現泰國野生群體與海南野生群體存在顯著的遺傳分化,通過連續3代的生長選擇育種,2個選育系的遺傳多樣性均表現出明顯下降,最終海南選育系的遺傳結構有偏向泰國選育系的趨勢[56],這為利用分子標記輔助東風螺開展選擇育種提供了重要參考.

5 展 望

前期針對東風螺生物學的研究多集中于繁殖生物學和生態學方面,在此過程中探明了東風螺的繁殖生物學特性,并突破了東風螺的幼體培養與人工育苗技術難關;此外,明晰了東風螺的營養成分組成及營養價值與需求,為東風螺飼料的研發奠定了重要基礎.進而開展東風螺的人工養殖條件及遺傳育種研究,促進了東風螺養殖業的發展.但近年來,伴隨著東風螺養殖業的快速發展,育苗和養成期大規模暴發性病害時常發生,諸如吻腫病、翻身癥、脫殼癥等均給東風螺養殖業造成了巨大的經濟損失[57-59].分析導致養殖東風螺暴發性病害流行的原因,除養殖技術不佳和養殖生態環境惡化的原因外,養殖東風螺種質的退化也是主要因素之一.多年來,東風螺種苗生產所用親螺多以農戶自養自留為主,由于缺少科學規范的留種方案,嚴重的近交造成種質退化嚴重,導致東風螺抗逆和抗病等生產性能明顯下降.

目前,雖然東風螺的遺傳改良取得了一定的進展,但是針對當下養殖產業面臨的新問題和困境,今后應重點關注抗逆、抗病等復雜性狀的遺傳改良.隨著水產動物基因組時代的來臨,在東風螺的全基因組序列信息陸續被破譯后,應加強基因組育種在東風螺新品種培育中的應用,通過創制具優良性狀尤其是抗病性能強的東風螺新品種,并推廣應用于生產,以改變當前東風螺養殖業受病害困擾的不利局面.此外,應加快對東風螺人工配合飼料的研發,為東風螺養殖企業提供一種質量穩定可靠的東風螺飼料,用來替代目前雜魚的投喂以減少安全隱患;同時應加強對東風螺養殖模式和養殖技術的創新研究,探索出一套環境可控、集約化程度高的現代工廠化養殖模式以滿足產業發展的需求.綜上,多方面的不斷提升和改進可為我國東風螺養殖產業的穩定健康發展提供有力支撐.