厦门大学海洋与地球学院

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我院柯才焕、冯丹青课题组研究发现诱导海洋附着生物群聚的新型信息素
COE COE 2019/9/17 657 返回上页

近日,我院柯才焕教授、冯丹青副教授科研团队在Cell旗下期刊iScience在线发表最新研究成果“Aggregation Pheromone for an Invasive Mussel Consists of a Precise Combination of Three Common Purines”。该研究首次在软体动物中明确鉴定出诱导幼体附着的信息素,并证实基本代谢产物以特定的配比混合可以作为诱导海洋无脊椎动物幼体附着的信号物质。

在自然海区中,许多海洋底栖动物如海鞘、多毛类、藤壶、牡蛎和贻贝等都存在同种群聚现象,即幼体选择附着于同种个体(成体、稚体)上或其附近区域,形成密集群落。同种群聚具有重要的生态学意义,包括可降低附着生物被摄食的几率,增强其对波浪冲刷的抵抗力,且有利于物种繁衍等。此外,高密度同种群聚不仅排挤本地底栖生物,还对海洋设施造成严重污损危害。大量研究表明成体释放出的信息素物质是诱导其同种幼体群聚附着的关键因素,但是迄今为止关于附着信息素的鉴定及其机理研究尚处于初级阶段。

该课题组以一种入侵污损生物沙筛贝(Mytilopsis sallei)为研究对象,采用超滤离心、凝胶层析、高效液相色谱(HPLC)制备等方法,克服了水体中生物信息素浓度低而难于提取的技术难题,对成体来源的附着信息素进行逐步分离纯化及鉴定。结果表明,沙筛贝幼体的附着信息素为3种常见的嘌呤化合物,分别为腺嘌呤核苷、次黄嘌呤核苷、次黄嘌呤。沙筛贝幼体对该三种嘌呤化合物的配比具有高度敏感性,当三者以1:1:3混合作用时存在明显的协同诱导作用,该比例接近于沙筛贝成体释放到海水中的天然比例(1:1.125:3.25);而当以其他比例混合时,其诱导效果显著降低,并发现以20:4:1或20:1:4混合时,可以显著抑制幼体附着。该结果揭开了沙筛贝群聚的化学生态学机制,也为阐明其它污损生物群聚机制提供了新视野。

我院博士研究生何健为该文第一作者,冯丹青副教授、柯才焕教授为通信作者。该项研究获得了国家重点研发项目(2018YFC1407505)、国家自然科学基金(41276127)、海洋经济发展示范项目(16CZB023SF12)等的资助。

iScience为Cell Press于2018年推出开放获取期刊,旨在打造多学科交叉的研究、交流与传播平台,瞄准生命、物理、材料和地球科学等基础与应用的前沿研究热点。

论文来源:Jian He, Qi Dai, Yuxuan Qi, Zhiwen Wu, Qianyun Fang, Pei Su, Miaoqin Huang, J. Grant Burgess, Caihuan Ke, and Danqing Feng. Aggregation pheromone for an invasive mussel consists of a precise combination of three common purines. iScience, 19 (2019), 691–702,

全文链接https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(19)30300-1