脉红螺（Rapana venosa），典型的肉食性腹足类，在我国的渤海、黄海和东海海域广泛分布，是我国重要的经济贝类。变态是脉红螺重要的发育过程，是人工育苗的关键，并直接关系其自然种群的资源变动。而食性转换是该过程中的重要特征，食性转换的顺利进行是保证幼虫变态的关键因素。因此，研究脉红螺幼虫变态过程中的食性转换，对于揭示幼虫变态的调控机理、促进其人工育苗产业的发展和恢复自然资源等工作具有重要意义。

本研究利用RACE、Real time PCR、16S rRNA高通量测序、ELISA、LC-MS等技术，结合药理学实验，对脉红螺变态过程中食性转换特征及其调控机理展开研究，从消化系统和神经内分泌系统揭示脉红螺食性转换的变化特征，以及牡蛎稚贝诱导脉红螺幼虫变态的调控机理。获得关键消化酶的cDNA全长序列，及其在整个早期发育阶段的表达变化特征，进一步查明了食性转换过程；筛选了关键的共生微生物物种，并对其潜在的生物功能进行了探讨；获得了调控消化系统的关键基因胆囊收缩素（Cholecystokinin）受体基因（CCK receptor）的cDNA全长序列，分析了其在幼虫早期发育阶段的表达变化特征及其对幼虫变态关键基因的调控作用；通过牡蛎稚贝诱导脉红螺感受态幼虫，探究了其对消化系统和神经内分泌系统的影响，筛选了共生微生物关键物种，并联合代谢组共同解析了牡蛎稚贝对脉红螺食性转换和变态的调控作用。主要研究结果如下：

1、早期发育过程中关键消化酶基因的克隆和表达变化特征

通过RACE技术，获得了脉红螺食性转换和变态过程中的关键消化酶基因（胰蛋白酶Trypsin、羧肽酶Carboxypeptidase和纤维素酶Cellulase）的cDNA全长序列，对它们进行了物种间多重序列比对和系统进化树构建。Real time PCR和酶活力分析表明，肉食性消化酶Trypsin和Carboxypeptidase在变态后表达量和活性显著增加，而植食性消化酶Cellulase在变态后表达量和活性显著降低，进一步说明了食性转换的发生过程。

2、早期发育过程中脉红螺共生微生物变化特征

利用16S rRNA高通量测序技术，开展了脉红螺在其早期发育过程中共生微生物的研究，共鉴定到1744个OTUs，分类学注释到32个门，580个属。通过样本间共有OTUs鉴定分析了脉红螺早期发育阶段中的核心菌群，其中变形菌门为第一优势菌。通过KEGG通路富集分析，对脉红螺共生微生物进行了功能预测，其主要在转运蛋白、嘌呤代谢、嘧啶代谢等相关功能通路富集；通过相关性分析筛选到5个可能与脉红螺早期发育相关的共生微生物关键物种，并通过与消化酶关联分析，进一步筛选了与食性转换相关的微生物种群，初步确定了Rhodobacteraceae和Flavobacteriaceae等可能是在脉红螺食性转换和变态过程中发挥重要作用的关键物种。

3、神经内分泌系统关键基因的克隆和表达及其对脉红螺的诱导作用

通过RACE技术获得了脉红螺CCK receptor基因的cDNA全长序列，并对其进行种间多重序列比对分析和进化树构建。Real time PCR分析结果表明，CCK receptor mRNA表达量在4螺层时期显著增加，而在变态后显著降低。通过CCK药物诱导实验，发现其诱导能够使感受态幼虫的Carboxypeptidase表达量显著增加，而使Cellulase表达量显著降低，同时对5-HT receptor和NOS的表达也有显著影响。此外，通过ELISA检测了其他与消化摄食相关的神经递质和激素在幼虫变态和食性转换过程中的变化特征，都具有显著变化，表明神经内分泌系统在幼虫食性转换和变态过程中具有重要的调控作用。

4、牡蛎稚贝调控脉红螺食性转换及变态的作用机理

探究了牡蛎稚贝对脉红螺感受态幼虫的诱导作用，通过分析关键消化酶和神经内分泌系统关键基因的表达变化，幼虫共生微生物多样性、组成、结构和功能的变化，幼虫代谢组的变化，以及关联分析幼虫共生微生物和代谢组，发现牡蛎稚贝与CCK的诱导作用相似，能够使Carboxypeptidase表达量显著上调，而使Cellulase表达量下降，表明其对食性转换的影响；另外，其对CCK receptor，5-羟色胺（5-hydroxytryptamine）受体（5-HT receptor）和一氧化氮合成酶（NOS）的表达量也有显著影响，表明了其对幼虫变态的诱导作用。5-HT在牡蛎稚贝诱导组中显著上调，相关的信号转导通路显著富集，表明5-HT及5-HT receptor可能介导牡蛎稚贝诱导脉红螺幼虫变态过程。