變態(tài)過程是海洋貝類從幼蟲向成體轉(zhuǎn)變的重要發(fā)育階段。變態(tài)的成功與否直接決定著貝類的存活，對自然海區(qū)中貝類的種群數(shù)量變動(dòng)、分布和資源補(bǔ)充有重要影響和生態(tài)學(xué)意義。中國科學(xué)院海洋研究所利用高通量測序和代謝組分析技術(shù)查明了脈紅螺幼蟲對其變態(tài)誘導(dǎo)物--牡蠣稚貝的響應(yīng)特征，通過比較關(guān)鍵基因表達(dá)特征、微生物組成特征和代謝組響應(yīng)特征，揭示了牡蠣稚貝對脈紅螺幼蟲變態(tài)的誘導(dǎo)機(jī)制。
研究結(jié)果顯示，牡蠣稚貝誘導(dǎo)使脈紅螺幼蟲體內(nèi)精氨酸和血清素等代謝水平及相關(guān)代謝通路受到顯著影響，變態(tài)關(guān)鍵基因一氧化氮合成酶和5-羥色胺受體基因表達(dá)量顯著變化；幼蟲共生微生物組成、結(jié)構(gòu)和功能變化顯著，原有的優(yōu)勢菌被替換；幼蟲體內(nèi)動(dòng)物性消化酶羧肽酶基因表達(dá)量顯著升高，而植食性消化酶纖維素酶基因表達(dá)量顯著降低。上述結(jié)果表明，同時(shí)作為脈紅螺幼蟲食物來源和變態(tài)誘導(dǎo)物的牡蠣稚貝通過調(diào)控幼蟲神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)，與幼蟲體內(nèi)共生微生物相互作用，促進(jìn)脈紅螺幼蟲消化系統(tǒng)發(fā)育和消化酶的變化，誘導(dǎo)幼蟲發(fā)生食性轉(zhuǎn)換，進(jìn)而完成變態(tài)過程。
關(guān)鍵基因表達(dá)特征
共生微生物變化特征
差異代謝物表達(dá)量熱圖
相關(guān)研究成果“Symbiotic microbiome and metabolism profiles reveal the effects of induction by oysters on the metamorphosis of the carnivorous gastropod Rapana venosa”發(fā)表于《Computational and Structural Biotechnology Journal》（IF 7.271）上。博士后楊美潔為文章第一作者，張濤研究員為文章通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(貝類體系)等聯(lián)合資助。
楊美潔博士一直專注于貝類變態(tài)研究，從消化系統(tǒng)和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)揭示了脈紅螺食性轉(zhuǎn)換特征，初步提出了脈紅螺食性轉(zhuǎn)換與變態(tài)的調(diào)控機(jī)理模型，為闡明脈紅螺自然種群變動(dòng)規(guī)律和資源恢復(fù)機(jī)制提供了理論基礎(chǔ)。以第一作者發(fā)表SCI論文8篇（JCR一區(qū)5篇），參與出版專著1部，授權(quán)專利2項(xiàng)，研究生期間獲得博士研究生國家獎(jiǎng)學(xué)金和中國科學(xué)院院長優(yōu)秀獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)稱號15項(xiàng)。
論文信息： Mei-Jie Yang, Hao Song, Jie Feng, Zheng-Lin Yu, Pu Shi, Jian Liang, Zhi Hu, Cong Zhou, Xiao-Lin Wang, Tao Zhang*, 2022. Symbiotic microbiome and metabolism profiles reveal the effects of induction by oysters on the metamorphosis of the carnivorous gastropod Rapana venosa. Computational and Structural Biotechnology Journal, 20: 1-14. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csbj.2021.11.041.
論文連接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2001037021005067
