脊尾白虾（Exopalamon carincauda）作为海洋新模式生物的可行性研究

Model animals play an indispensable role during the development of biological science. Exopalaemon carinicauda, which has a wide environmental adaptability, is an excellent aquaculture species. It is revealed from its biological characteristics and previous studies that E. carinicauda has a great potential to be a marine model organism. The present project will synthetically investigate the characteristics of its reproduction, genetics, immunity and ecology. We will develop the artificial breeding technologies and improve the breeding conditions. The high-throughput next generation sequencing technology will be applied to enriching basic scientific data of the functional genomics of E. carinicauda. The necessary case studies will also be carried out to examine the feasibility of E. carinicauda as a model organism for studying the mechanism of shrimp disease and as an environmental indicator of seawater and brackish water. The limited objectives of the present project are to basically confirm the advantages, the applicable subjects and approaches, the optimizable and expanding orientations and the limitations of E. carinicauda as a new Crustacean model organism. The project has an obvious creativity. The applicant and other team members are the outstanding group with excellent subject background and research foundation in shrimp studies. The present study has a foundational and leading significance, which will promote the subject studies of crustacean, marine aquaculture and marine environmental ecology.

生物科学的发展历程中, 模式动物发挥了不可或缺的作用。脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda) 具有广泛环境适应能力，是优良的水产养殖品种，其生物学特性和目前研究结果显露了它成为新的海洋模式生物的巨大潜力。本研究综合考量其生殖、遗传、免疫和生态学特征，发展完善人工繁育工艺与条件，利用高通量二代测序技术充实其功能基因组的基础性科学数据，开展必要的案例研究，考量其成为虾病机理研究模式生物和海水与咸淡水环境指示生物的可行性。项目计划的有限目标是基本确定脊尾白虾作为新的甲壳动物模式生物具有的优势，可以应用的主要学科和途径，尚需进一步优化和拓展的方向以及可能存在的局限性。项目具有明显的创新性，申请人及其团队是国内虾类研究的优势团队，具有很好的学科背景和研究基础。开展其可行性研究具有基础性、前导性意义，研究成果必将对于甲壳动物学、海洋水产养殖学和海洋环境生态学的发展具有重要推动作用。

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda) 具有广泛环境适应能力，也是优良的水产养殖品种。本研究成功发展完善了其人工繁育工艺与条件，可在实验室和室外周年获得够数量、不同性别、不同发育阶段的实验动物。研究利用二代测序搭建了基因组框架，测定了大量基础性科学数据，开展必要的案例研究。课题主要围绕脊尾白虾性腺分化过程与性成熟调控机理，脊尾白虾受精、发育生物学认知和苗种繁育、遗传操作的人工调控途径，脊尾白虾功能基因组学的分析，脊尾白虾作为甲壳动物病害感染模式的探究和脊尾白虾作为海洋及咸淡水环境指示生物的可行性考量等内容开展了研究。. 研究具有显著的创新性，并取得丰硕成果：深入细致研究了脊尾白虾繁殖和发育生理学；利用二代测序技术探查了其基因组的结构，构建了全基因组框架图，获得蜕皮、生长和免疫相关的海量转录组数据，开展了相关分析，获得若干新认知；突破了CRISPR/CAS9技术瓶颈，首次在十足类动物实现了基因编辑；成功探讨了利用脊尾白虾作为病原感染模型；有效地实现了利用脊尾白虾作为环境毒理研究。共发表相关论文 21篇，其中SCI 19篇，已被引用 75次。获得省部委二等奖2项，个人国际及国内重要奖项2项。 成功申报国审新品种一个。这些进展将对甲壳动物学、海洋水产养殖学和海洋环境生态学的发展具有重要推动作用。生物科学的发展历程中, 模式动物发挥了不可或缺的作用。脊尾白虾其生物学特性和目前研究结果显露了它成为新的海洋模式生物的巨大潜力。综合考量脊尾白虾生殖、遗传、免疫和生态学特征，结果显示了脊尾白虾作为甲壳动物模式生物具有独特优势，示范了可以应用的主要学科领域和途径。