棘冠海星是大規模產卵者，容易發生種群暴發，導致珊瑚礁被破壞和生物多樣性的顯著降低。這些突發事件對珊瑚礁健康和康復的影響比珊瑚白化和疾病的影響更大，并使珊瑚礁更容易受到例如嚴重風暴等有害事件的影響。要在特定區域內緩解棘冠海星暴發，須制定針對特定物種的規劃。在這種情況下，促進棘冠海星產卵聚集的特定引誘劑具有作為生物防治劑的巨大潛力。像許多其他海洋無脊椎動物一樣，棘冠海星主要依靠它們的化學感覺系統來探測在繁殖過程中來自獵物、捕食者和同種動物的信號。那么，這種引誘劑到底是什么呢？又如何利用其特性進行生物防治呢？

a. 棘冠海星在珊瑚礁上捕食（the Australian Institute of Marine Science）；b. 棘冠海星和它們的天敵——法螺（Oceanwide Images） / Hall等，2017

研究人員分別對來自大堡礁和沖繩相隔 5000 多千米的兩個野生捕獲個體做了基因組測序，利用質譜法對聚集的棘冠海星釋放到周圍海水中的蛋白質和肽進行測序并將這些序列定位到基因組，最終確定了棘冠海星聚集情況下釋放的基因表達產物。

檢測到的基因表達產物中，編碼分泌蛋白質的基因在脊柱、體壁和口腔等組織中表達。其中有 40 種是水解酶，37 種蛋白質與已知的分泌信號和結構蛋白相關，包括 15 種室管膜素相關蛋白（ependymin-related protein，EPDR）。除此之外，棘冠海星基因組中還有 11 種EPDR基因高表達，表明 EPDR 可能在同種交流中發揮作用。EPDR 在脊椎動物中起著信號分子的作用。轉錄組結果也支持 EPDR 在海星通信中的作用。

在 Y 迷宮實驗中，暴露于含有假定引誘劑的海水中時，初始靜止不動的棘冠海星變得高度活躍，并向假定引誘劑海水源方向移動，與在一定距離內棘冠海星生物聚集過程中檢測到的被釋放水源性因素一致。這說明這些釋放因子可有效吸引棘冠海星大規模聚集，以方便批量消除棘冠海星，這是采取相關生物防治措施的潛在基礎。EPDR 模擬物則可能會是未來生物防治的重要工具。

Y 迷宮實驗及轉錄組表達/ Hall等，2017

有趣的是，這 26 種EPDR的序列相似度很低。這個基因家族在海星中獨特地擴展成 2 個大分支至少 8 個同源類群，已確定的海星同源物幾乎沒有序列相似性，這表明EPDR已經迅速進化，產生了假定的物種特異性交流因子譜。因此，對于不同物種可能需要不同的生物防治措施。

EPDR基因家族多樣化。紅色：棘冠海星；橙色：其他海星；深綠色：海膽；淺綠色：半索動物；粉色：軟體動物；紫色：環節動物；黑色：刺胞動物；藍色：脊椎動物 / Hall等，2017

參考文獻

Hall M R, Kocot K M, Baughman K W, et al. 2017. The crown-of-thorns starfish genome as a guide for biocontrol of this coral reef pest[J]. Nature, 544: 231-234.

文中部分圖片版權來源不詳，無法與著作權人一一取得聯系，未能及時支付稿酬，在此表示由衷的歉意。有關著作權人可與我們聯系。