温度变化模式对胶州湾海月水母种群数量变动的调控机制

The moon jellyfish Aurelia spp. is a widespread scyphozoan species that forms large blooms. The ephyrae, liberated from the polyps in the strobilation phase, are the important supplement of medusa population. Temperature, as the key controlling factor of strobilation phase, plays a vital role in influencing the dynamic of jellyfish abundance. However, there is little knowledge about the effect of temperature change on the strobilation process. Instead of fixed culture temperature used in previous study, this research will study the effect of various temperature changing modes on Aurelia sp.1 strobilation both in the field investigation and the laboratory experiment. The relationship between the temperature changing modes and Aurelia sp.1 medusa population abundance will be analyzed. The candidate genes with possible temperature regulation function will be identified by expression profile analysis, and the identified genes temporal and spatial expression patterns and functions will be analyzed by qRT-PCR and in situ hybrization. The expression of the selected genes will be evaluated in natural strobilation process. The results obtained will provide theory basis in revealing the temperature regulation mechanism of Aurelia sp.1 blooms in Jiaozhou Bay, and is expected to be valuable in establishing the Aurelia sp.1 population prediction model.

海月水母暴发是全球广泛关注的生态问题。其水螅体通过横裂生殖过程释放的碟状体是水母体种群的重要补充。作为横裂生殖的启动因子，海水温度变化是引起海月水母成体数量变动的关键。但是，已有研究结果并不能明确在温度动态变化的情况下，会对横裂生殖过程产生怎样的影响。因此，本研究将突破常规固定温度的研究模式，结合野外调查、现场模拟和室内受控实验，研究不同温度变化模式对胶州湾海月水母(Aurelia sp.1)横裂生殖过程的影响，分析温度变化模式与海区水母成体种群数量变化之间的关系。在此基础上，利用表达谱分析筛选温度相关基因，通过荧光实时定量PCR与原位杂交技术分析所选基因的时空表达模式及功能，并验证所选基因在水螅体自然横裂中的表达情况。所得的结果将为揭示胶州湾海月水母暴发的温度调控机制提供理论基础，为建立以温度变化为参数的水母种群数量预测模型提供新思路。

海月水母暴发是全球广泛关注的生态问题。其水螅体通过横裂生殖过程释放的碟状体是水母体种群的重要补充，温度是影响横裂生殖过程的关键生态因子，本研究以胶州湾海月水母为研究对象，重点了开展不同温度变化模式对横裂生殖影响的研究，获得了温度及饵料两个环境因子与初始水母幼体数量的量化关系。基于转录组分析，筛选影响横裂生殖过程的相关生物活性物质和关键基因及通路，深入探讨温度诱导横裂生殖的分子生物学机制。结果表明：营养条件决定的水螅体和碟状体种群大小。温度通过控制横裂生殖的启动和停止调节能量在出芽和橫裂生殖两者之间的分配，决定水螅体无性生殖的方向。本研究涉及的横裂温度范围内，13ºC下碟状体释放量最大，是横裂最适温度。AureStrolin可能是诱导橫裂生殖的调控手段，视黄酸通路通过G蛋白偶联信号转导通路改变基因表达模式，诱导水螅体肌肉组织等定向分化，发生变态发育。甲基化过程也在水螅体横裂生殖发生和维持过程中发挥作用。温度刺激很可能通过mTOR信号通路影响横裂生殖过程。温度降低引起呼吸代谢下降，能量状态的改变作用于mTOR信号通路，调节细胞周期和生长过程，进入横裂生殖状态。水螅体内存在吲哚类衍生物在横裂生殖调控过程中具有重要作用，它们可以受到温度的影响，对横裂生殖起到调控作用。所得的结果将为揭示胶州湾海月水母暴发的温度调控机制提供理论基础，为建立以温度变化为参数的水母种群数量预测模型提供新思路。