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克氏原螯虾(Procambarus clarkii)，又名红色沼泽螯虾或克氏螯虾，隶属于节肢动物门(Arthropoda)、甲壳纲(Crustacea)、十足目(Decapoda)、爬行亚目(Reptantia)、蝲蛄科(Astacidae)、螯虾亚科(Cambaridae)、原螯虾属(Procambarus)，也被称作淡水小龙虾。克氏原螯虾原产北美洲，20世纪中叶的时候从日本传入我国。因为它生命力顽强，适应能力强，所以，在较短的时间内便广泛分布到我国的多个省市。克氏原螯虾喜欢做穴打洞，对稻田的田埂、农作物以及水坝等有一定的破坏，在过去的时候都一直把它当做敌害加以清除。然而，由于克氏原螯虾肉味鲜美、营养丰富，并且价格低廉，近年来越来越受到人们的喜爱。随着克氏原螯虾消费量的日益增加，其经济价值越来越高，人们又开始大肆捕捞，造成其自然资源的急剧减少。虽然目前也有一些关于克氏原螯虾养殖的书面报道，但实际上还是没有很成熟的人工养殖经验、模式以及技术。探索研究克氏原螯虾的营养调控技术及免疫防御，是提高克氏原螯虾产量、满足人民消费需求的有效手段。本实验室前期的研究表明，饲料中添加一些营养元素能够明显促进克氏原螯虾雌虾后期的生长，并且提高了雌虾的抱卵量和繁殖量，在此基础上，本实验研究了克氏原螯虾幼虾的最适开口饵料，并进一步改良了已有的饲料配方，得到了适合克氏原螯虾虾苗生长发育的饲料配方，这将为研制适合克氏原螯虾全生长过程的饲料提供基础资料。另外，我们还克隆得到了克氏原螯虾的一个谷胱甘肽过氧化物酶基因，并对该基因的时空表达和免疫应激下的表达模式进行了初步的探索，为今后研究克氏原螯虾的免疫防御和克氏原螯虾的健康养殖奠定基础。
主要研究结果如下：
1.不同开口饵料对克氏原螯虾幼虾发育及消化酶活性的影响。水生动物的开口摄食阶段是其早期生活史中的关键时期，开口饵料是影响其生长、存活的关键因子。本实验采用丰年虫无节幼体、草鱼鱼糜、水蚯蚓、1号人工配合饲料和2号人工配合饲料为克氏原螯虾的开口饵料，观察幼虾存活率和生长情况，并对幼虾的胃蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活力进行测定。经过40天的培育，结果表明：投喂丰年虫无节幼体的实验组幼虾存活率最高，为75％，体重增长率和体长增长率也最大，分别为4746.00％和171.00％。幼虾的胃蛋白酶活性与投喂的饵料密切相关，投喂丰年虫无节幼体组幼虾的胃蛋白酶和胰蛋白酶活性分别为2.18U/mgprot和0.96U/mgprot，极显著高于投喂草鱼鱼糜实验组。实验的5种开口饵料中，丰年虫无节幼体是克氏原螯虾幼虾的最佳开口饵料。摄食丰年虫无节幼体可能提高了主要消化酶的活性，从而促进了克氏原螯虾幼体的生长。
2.不同饲料配比对克氏原螯虾虾苗生长发育的影响。鱼粉是水产动物饲料的必需营养成分，但因其价格较贵，饲料中较多的添加会增加养殖的成本，Vc和鱼油在提高动物的免疫力和繁殖力方面有着重要的作用。为了提高动物的免疫力，降低养殖成本，本实验在实验室前期工作的基础上，改良饲料配方，采用正交设计法，配制了9种饲料，喂养1月龄的克氏原螯虾虾苗两个月。综合考虑克氏原螯虾虾苗的成活率、增重率以及体长增长率，我们得出了最适合虾苗生长发育的饲料配比，即鱼粉含量为20％，黄豆粉含量为40％，维生素C添加量为0.05％，鱼油添加量为2.0％。
3.克氏原螯虾谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)基因的克隆及功能分析。谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GPx)通常是一个含硒的蛋白质，它广泛存在于真核生物中，在增强机体对抗环境胁迫等方面起重要作用。为了解谷胱甘肽过氧化物酶在克氏原螯虾生长发育过程中的功能，我们首先通过RACE技术克隆得到了克氏原螯虾谷胱甘肽过氧化物酶基因(PcGPx)全长，发现PcGPx cDNA全长为931bp，编码序列(CDS)为519bp，另外还有一个38bp的5’非翻译区(5’UJTR)和375bp的3’非翻译区(3UTR)。一个终止密码子(TGA)编码一个硒代半胱氨酸(Sec)，并且硒代半胱氨酸插入序列(SECIS)位于3UTR中。序列分析表明，PcGPx编码172个氨基酸，该氨基酸分子量为20.9kDa，等电点(PI)为4.37，没有信号肽序列，是一个不穿膜蛋白质，但是存在一个糖基化位点(5NGT7)。系统发育分析发现，PcGPx和刀额新对虾、斑马纹贻贝的GPx聚为一支，并且与脊椎动物的GPx3和GPx5有很高的相似性。多重序列比对进一步证明了PcGPx在无脊椎动物中进化上是高度保守的，它们都包含有重要功能的经典结构域。RT-qPCR表明，PcGPx在卵巢和肝胰腺中高表达，在心脏、脑、肠、肌肉、精巢等组织中表达量较低。对不同发育阶段的表达模式研究发现，PcGPx是一个母源性的基因，在胚胎发育早期表达量最高，随着胚胎的发育，PcGPx的表达量逐渐降低。哈维氏弧菌、金黄色葡萄球菌、对虾白斑综合症病毒(WSSV)注射后，ROS水平升高，PcGPx的表达水平都发生了显著的上调。这些结果表明，PcGPx可能在克氏原螯虾的卵子发生以及免疫反应过程中起着重要作用。