本书以刺参（Apostichopus japonicus）为模式生物，系统构建海洋无脊椎动物功能蛋白的研究范式，聚焦花生四烯酸5-脂氧合酶（Aj-ALOX5）、分泌型磷脂酶A2（sPLA2）、溶菌酶（LYZ）、抗菌肽（AMPs）、超氧化物歧化酶（SOD）及过氧化氢酶（CAT）六大核心功能蛋白，通过分子鉴定-功能解析的研究框架，填补棘皮动物免疫代谢网络研究的理论空白。全书集成分子生物学、结构生物学与合成生物学等多学科交叉技术，为海参种质筛选提供关键的候选基因，也为其养殖病害防控、海洋药物开发提供创新方法论。
本书适合从事动物功能基因领域、海参健康养殖技术领域、基因工程领域的科研、教学、研发、管理和生产人员学习参考，也可以作为高等院校海洋生物技术、海洋生物资源开发相关专业的本科生和研究生的参考用书。

海参是棘皮动物门海参纲动物的统称，因其具有良好的风味和药用价值，具有广泛的市场需求。近年来，海参养殖业增长迅速，其养殖模式也由近海底播模式逐步进入陆地池塘的集约化养殖模式。这种养殖模式切实有效地增加了刺参的产量，然而高密度养殖也导致海参生存环境恶化，随之而来的是海参病害问题日益严重。在党中央全面推进乡村振兴加快建设海洋强国的战略指引下，水产养殖业正朝着绿色低碳、种业自主、质量安全方向跨越式发展。2023年农业农村部发布《全国现代设施农业建设规划（20232030年）》，明确提出构建陆海统筹的生态养殖体系，强化水产种质资源创新与病害绿色防控技术攻关。
在当前海参产业升级的关键阶段，突破传统养殖模式的技术瓶颈已成为当务之急。我国虽拥有1000余种海参种质资源（其中可食用品种约40种），但种源开发长期依赖野生群体，优质种质的系统性选育与产业化应用仍显不足。本书为服务基因科技赋能产业升级，重点聚焦 免疫相关功能基因解析 ，旨在深度挖掘海参抗病、生长等关键性状的基因信息及其功能验证。本书聚焦的6类免疫基因（脂氧合酶、溶菌酶等），可为刺参抗病品系选育提供关键靶标，响应国家打好种业翻身仗的号召。
作为无脊椎动物，海参缺乏适应性免疫系统，其体腔细胞通过先天免疫通路（如类二十烷酸信号、ROS调控）实现快速抗病，如抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD1）与过氧化氢酶（CAT）的时空耦合作用，可将ROS浓度精准控制在10-8～10-7mol/L的信号-毒性阈值窗口，兼顾免疫防御与氧化损伤规避。本书系统阐述六大功能基因的研究进展。在基础研究层面，主要阐述基因克隆、系统进化及组织特异性表达图谱；在技术开发层面，介绍了功能蛋白的异源表达体系，如大肠杆菌/酵母表达系统的构建策略、纯化工艺，直接在体外确定了关键蛋白的催化活性。
本书中，李成负责第1章、第2章及第3章的撰写工作，刘本康负责第4章和第5章的撰写工作。
本书研究内容得到辽宁省自然科学基金项目（项目号：2021-MS-302）、大连市青年科技之星（项目号：2018RQ41）等项目以及辽宁省科学技术协会的资助，在此表示感谢。本书概括了本团队近年来的研究成果，但在海参功能基因的开发及验证方面所做的研究工作有限，书中难免存在疏漏之处，敬请各位同仁批评指正。

李成
大连工业大学生物工程学院
2025年9月1日

无

第1章 海参概述 001
1.1 海参的基本特征 002
1.1.1 海参的组织结构 002
1.1.2 海参的分类及其习性 002
1.2 海参的营养成分 003
1.3 可食用海参的种类 004
1.4 我国海参的养殖现状 007
1.4.1 养殖海参的分布状况 007
1.4.2 海参养殖存在的问题 008
1.5 海参的绿色健康养殖策略 009
1.6 海参的先天免疫机制 011
1.6.1 海参凝集素 012
1.6.2 海参模式识别受体（PRRs）与Toll样受体（TLRs） 013
1.6.3 海参补体C3 014
参考文献 015

第2章 海参花生四烯酸5-脂氧合酶的鉴定及功能验证 018
2.1 海参花生四烯酸5-脂氧合酶的发现及.鉴定 019
2.1.1 花生四烯酸5-脂氧合酶的概述 019
2.1.2 海参花生四烯酸5-脂氧合酶的发现 028
2.1.3 海参花生四烯酸5-脂氧合酶的生物学信息 030
2.2 海参花生四烯酸5-脂氧合酶的生理功能 035
2.2.1 海参花生四烯酸5-脂氧合酶的组织分布 035
2.2.2 海参花生四烯酸5-脂氧合酶在免疫中的作用 036
2.3 海参花生四烯酸5-脂氧合酶的表达、纯化及活性鉴定 039
2.3.1 海参花生四烯酸5-脂氧合酶的表达与纯化 039
2.3.2 重组海参花生四烯酸5-脂氧合酶的活性 043
参考文献 045

第3章 海参分泌型磷脂酶A2的鉴定及功能验证 046
3.1 海参分泌型磷脂酶A2的发现及鉴定 048
3.1.1 磷脂酶A2的概述 048
3.1.2 海参分泌型磷脂酶A2的发现 053
3.1.3 海参分泌型磷脂酶A2的生物学信息 054
3.2 海参分泌型磷脂酶A2的生理功能 057
3.2.1 海参分泌型磷脂酶A2的组织分布 你057
3.2.2 海参分泌型磷脂酶A2在免疫中的作用 057
3.3 海参分泌型磷脂酶A2的表达、纯化及活性鉴定 061
3.3.1 海参分泌型磷脂酶A2的表达与纯化 061
3.3.2 重组海参分泌型磷脂酶A2的活性064
参考文献 065

第4章 海参抗菌蛋白的鉴定及功能验证 067
4.1 海参溶菌酶、抗菌肽的发现及鉴定 069
4.1.1 水产物种类溶菌酶的概述 069
4.1.2 海参溶菌酶的发现及生物学信息 076
4.1.3 抗菌肽的概述 079
4.1.4 海参抗菌肽的发现及生物学信息 088
4.2.海参溶菌酶和抗菌肽的生理功能 090
4.2.1 海参溶菌酶的组织分布 090
4.2.2 海参溶菌酶在免疫中的作用 091
4.2.3 海参抗菌肽的组织分布 092
4.2.4 海参抗菌肽在免疫中的作用 092
4.3 海参抗菌蛋白的表达、纯化及活性鉴定 094
4.3.1 海参溶菌酶的表达与纯化 094
4.3.2 重组海参溶菌酶的活性 095
4.3.3 海参抗菌肽的表达与纯化 096
4.3.4 重组海参抗菌肽的活性 098
参考文献 100

第5章 海参抗氧化蛋白的鉴定及功能验证 101
5.1 海参抗氧化蛋白的发现及鉴定 103
5.1.1 超氧化物歧化酶的概述 103
5.1.2 海参超氧化物歧化酶的发现及生物学信息 109
5.1.3 过氧化氢酶的概述 112
5.1.4 海参过氧化氢酶的发现及生物学信息 116
5.2 海参抗氧化酶的生理功能 118
5.2.1 海参铜锌超氧化物歧化酶的组织分布 118
5.2.2 海参铜锌超氧化物歧化酶在免疫中的作用 118
5.2.3 海参过氧化氢酶的组织分布 119
5.2.4 海参过氧化氢酶在免疫中的作用 120
5.3 海参抗氧化酶的表达、纯化及活性鉴定 123
5.3.1 海参铜锌超氧化物歧化酶的表达与纯化 123
5.3.2 重组海参铜锌超氧化物歧化酶的活性 124
5.3.3.海参过氧化氢酶的表达与纯化 125
5.3.4 重组海参过氧化氢酶的活性 126
参考文献 128