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马氏珠母贝(Pinctada fucata Gould)又称合浦珠母贝，广泛分布于热带和亚热带海区，是世界上海水珍珠培育的主要母贝，也是研究生物矿化的热门对象之一。目前关于贝类生物矿化分子机理的研究主要为基质蛋白的克隆与功能分析，而对基质蛋白的调控研究还是空白。论文对马氏珠母贝MSX和GEP对贝壳矿化过程的调控机理进行研究，将有助于我们逐步解析和认识珍珠贝的生物矿化形成和调控机制。 1、利用cDNA文库筛选和RACE技术，成功克隆了一个同源异形盒家族成员——MSX基因(命名为PfMSX)，并对其进行序列分析、表达分析和功能研究。PfMSX cDNA全长1145 bp，5-UTR长127 bp，3-UTR长106 bp，ORF为912 bp，编码304个氨基酸组成的多肽链，分子量为33.3 kDa，理论等电点为9.82。组织表达分析表明，PfMSX mRNA在消化腺、外套膜、性腺、闭壳肌、心、鳃组织中均表达，外套膜表达量最高;在不同的发育时期，PfMSX mRNA在D型幼虫表达量最高。亚细胞定位结果显示PfMSX定位于细胞核中。EMSA实验证实了PfMSX可以结合到Pif启动子上的MSX绑定位点。双荧光素酶报告基因实验结果表明PfMSX可以激活Pif启动子，同时也表明了PfMSX激活Pif启动子主要通过MSX绑定位点1(MBS-1)而不是MSX绑定位点2(MBS-2)起作用。为了进一步证明PfMSX在生物矿化中的作用，我们对其进行了RNA干扰，结果发现PfMSX和Pif的mRNA水平都有显著下降，同时通过扫描电镜对珍珠质层进行了观察，PfMSX基因干扰后的珍珠层晶体的数量变得稀少，而且六边形的晶体结构有向棱形变化趋势。将PfMSX以慢病毒的形式感染C2C12细胞和大鼠BMSC细胞，结果表明PfMSX有抑制C2C12细胞和大鼠BMSC细胞的成骨作用。 2、用RACE的方法，扩增出马氏珠母贝GEP基因三种不同剪切体（命名为PfGEP-1，PfGEP-2和PfGEP-3）。PfGEP-1 cDNA全长共有4793 bp，开放阅读框为4515 bp，编码1505个氨基酸组成的多肽链，有18个GRN结构域，分子量为161.33 kDa，理论等电点为7.41; PfGEP-2的cDNA全长为4562 bp，开放阅读框为4413 bp，编码1471个氨基酸，由17.5个GRN结构域组成。分子量为157.82kDa，理论等电点为7.42; PfGEP-3的cDNA全长为4655 bp，开放阅读框为4377bp，编码1459个氨基酸，由17∶5个GRN结构域组成。分子量为156.25kDa，理论等电点为7.00。PfGEPs序列5非编码区长81 bp，3UTR长197 bp。我们扩增了部分GEP的基因组序列，通过与cDNA对比，所扩增的马氏珠母贝GEP基因组序列包括6个外显子和5个内含子。PfGEP-1包含了6个外显子序列;PfGEP-2包含了外显子1，外显子2，外显子3，外显子5和外显子6五个外显子序列;PfGEP-2包含了外显子1，外显子2，外显子4，外显子5和外显子6五个外显子序列;这些结果说明PfGEP-1，PfGEP-2和PfGEP-3可以从同一个基因组转录而来，它们属于同一个基因的不同剪切体。组织表达分析表明，PfGEP-1 mRNA在消化腺、外套膜、精巢、卵巢、闭壳肌、心、鳃组织中均表达，在卵巢表达量最高，外套膜表达量其次;在不同的发育时期，PfGEP-1和PfGEP-3mRNA均在D型幼虫表达量最高;PfGEP基因RNA干扰后，PfGEP-1和PfGEP-3mRNA水平都有显著下降，同时通过扫描电镜对珍珠质层进行了观察，与对照组相比，PfGEP基因干扰后的珍珠层晶体的数量变得稀少，而且六边形的晶体结构有向棱形变化趋势。此种表型与PfMSX基因干扰后珍珠层表层表现非常类似，因此我们推测PfMSX可能是PfGEP下游的因子。我们继而在PfGEP基因干扰后的样品中检测了PfMSX mRNA水平，PfMSX基因的表达量分别下降了大约70％，初步验证了PfMSX可能是PfGEP下游的因子。双荧光素酶报告基因实验结果表明PfGEP-1可以激活M1420Luc荧光素酶活性，而对M406Luc荧光素酶的活性有抑制作用;PfGEP-3对M1420Luc和M884Luc荧光素酶的活性都有激活的作用。说明了PfGEP-1和PfGEP-3可以调节PfMSX的活性。并存在GEP-MSX信号通路，从而参与壳的生物矿化过程。