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囊对虾属（Marsupenae us）隶属于甲壳纲（Crustacea）,十足目（Decapoda）,对虾科（Penaeidae）,是我国主要的对虾养殖品种。长期以来,日本囊对虾（Marsupenaeusjaponicus）一直被认为是囊对虾属唯一的对虾种,目前在生产上也不作区分。前期研究表明,日本囊对虾存在两种稳定的形态变异类型,且在肝胰腺指数、纳精囊形态、生长速率、高温耐受性、线粒体基因和核基因等方面均存在一定差异。全面了解日本囊对虾两隐种间的遗传差异,为日本囊对虾的有效种鉴定、种质资源和遗传育种提供科学依据和基因组数据。该论文聚焦我国沿海日本囊对虾的种质资源和进化适应性机制等重大产业与科学问题;引入简化基因组、比较转录组等组学技术,从群体结构、基因性状、生理生化等多层次深入分析日本囊对虾两个隐种的精细群体遗传结构,以及免疫防御和低氧耐受的进化适应性,探究了干露胁迫下日本囊对虾的综合响应机制,主要研究结果如下:1.基于caspase基因序列的日本囊对虾群体遗传结构分析本研究中,核基因caspase序列的长度为1050 bp,共包含24个变异位点,其中20个为简约信息位点,共检测到57个单倍型,8个群体的单倍型多样性为0.837～0.947,群体的核苷酸多态性值居于0.0086～0.0129。单倍型网络和SAMOVA分析显示日本囊对虾的自然群体分成两大类群。类群间的遗传距离和分化指数明显高于类群内,且类群间的基因流Nm值小于1,说明两类群间具有较弱的基因交流频率。Tajima’s和Fuand Li’s值均不显著,核苷酸错配分布呈明显多峰,说明日本囊对虾的自然群体未经历种群扩张。2.基于简化基因组的日本囊对虾精细群体遗传结构和杂交实验日本囊对虾包含两类隐种,自然分布广泛,大部分为异域分布,在南中国海北部（从广东惠来至广西北海）呈同域共存。为了更精细探究西北太平洋海域的日本囊对虾两隐种的遗传结构,本研究利用简化基因组技术建立其系统发生关系。利用简化基因组技术,从西北太平洋海域的160个日本囊对虾个体中获得28891个SNP标记。实验结果支持日本囊对虾两个高度分化的进化单元（类型Ⅰ和类型Ⅱ）。宁德群体和厦门群体表现出复杂的遗传背景,可能受台湾海峡复杂的海域环境影响。另外,厦门群体和北海群体的迁移率和近交系数低于其他群体,这可能与台湾海峡和琼州海峡的历史海陆变迁和复杂洋流相关。选择性杂交实验表明日本囊对虾两隐种存在一定程度上的生殖隔离或不兼容,这支持生物学物种概念。考虑到日本囊对虾两隐种间的诸多差异,我们认为有必要分别建立两隐种的遗传数据库,重新评估两隐种的环境适应性,提高两隐种特有的育种技术。3.基于比较转录组的日本囊对虾两隐种免疫防御和低氧耐受的适应性进化分析日本囊对虾是世界主要的养殖虾种,包括两类隐种,即Ⅰ型和Ⅱ型。由于缺少基因组资源,与免疫防御和低氧耐受性相关的分子机制知之甚少。本研究利用转录组数据比较分析两囊对虾隐种的遗传差异。该研究分别获得Ⅰ型77049（N50=1281 bp）个 Unigenes,Ⅱ 型 84561（N50=1244 bp）个 Unigenes,共鉴定 5036对直系同源基因。进化选择压力结果表明165个直系同源基因可能处于正选择状态（Ka/Ks>0.5）,包括49对的Ka/Ks比值>1。根据同义替换率（Ks）峰值估算日本囊对虾两隐种的分化时间大概在0.26～0.69百万年。与免疫过程相关的正向选择直系同源基因主要包括VWC结构域蛋白,含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（caspase）,C型凝集素,豆荚蛋白legumain等,主要富集于Toll样受体通路、PI3K-Akt信号通路、HIF-1和VEGF信号通路等。本研究从转录组中获得数十个caspase同源基因,其中PjCaspase直系同源基因受正选择（Ka/Ks=1.22）,预测的二级和三维结构明显不同。本研究通过比较日本囊对虾两隐种的转录组数据,获得了与免疫防御和低氧耐受性相关的直系同源基因,这为两者的免疫力和遗传差异提供新的见解。此外,该研究将有助于日本囊对虾两隐种的比较基因组学研究。4.两型日本囊对虾转录组密码子使用偏好性分析利用Codon W软件分析日本囊对虾两类隐种转录组CDS序列的密码子偏好性。结果表明,日本囊对虾两隐种转录组的平均GC含量分别为51.61%（Ⅵ）和51.54%（Ⅶ）;PR2偏倚分析结果显示嘌呤（A和G）使用频率大于嘧啶（C和U）。隐种 Ⅰ 的有效密码子数（effective number of codons,ENc）为 23.6～61,平均值为52.1;隐种Ⅱ的ENc值为27.46～61,平均值为52.22。整体上,ω大于1的基因与密码子偏好参数的相关性大于ω小于1的基因与偏好参数的相关性。对应分析表明隐种Ⅰ和Ⅱ对虾的密码子偏好性参数与轴1的关系完全相反。结果确定了隐种Ⅰ具有12个最优密码子,隐种Ⅱ有14个最优密码子,两隐种共有31个差异的双联密码子对。基于密码子相对使用频率的多物种聚类结果与传统物种分类关系一致。5.干露胁迫对日本囊对虾生理、免疫、细胞凋亡和DNA甲基化的综合影响干露胁迫是经济甲壳类物种养殖和运输过程的普遍现象。之前大部分的研究主要关注干露胁迫对物种抗氧化酶活性的影响。本研究调查了日本囊对虾应对干露胁迫的综合抗氧化反应。结果显示,鳃和肝胰腺组织的细胞凋亡相关基因(IAP,TXNIP,caspase和caspase-3 和 和低氧相关基因（hsp70,Hif-1α和HcY）的表达模式受到显著影响。实验组个体的心率、死亡率、T-AOC和乳酸含量均表现一定的时间依赖性。干露胁迫显著引起肝胰腺和鳃组织的细胞凋亡。相比对照组,实验组个体的肝胰腺和鳃组织的细胞凋亡指数（AI）显著提高（p<0.05）,实验组个体的肝胰腺具有更低的甲基化水平。干露胁迫显著降低了全甲基化和总甲基化率（对照组31.39%和实验组26.46%）。本研究从生理反应、先天免疫、细胞凋亡和DNA甲基化水平综合探究日本囊对虾的抗氧化压力反应,有助于进一步调查对虾在氧化压力下的综合应对机制。