洛氏鱥染色體核型分析

張 帥，姜玉聲，王 豐，王茂林 ，周 賀

（大連海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116023）

洛氏鱥染色體核型分析

張 帥，姜玉聲，王 豐，王茂林 ，周 賀

（大連海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116023）

以洛氏鱥（Phoxinus lagowskii）腎組織為材料，采用腹腔注射植物血球凝集素（PHA）、秋水仙素和空氣干燥法制備染色體標(biāo)本，進(jìn)行染色體組型分析。結(jié)果表明：洛氏鱥染色體為50條，核型公式為2n = 50 = 24m + 14sm + 12t，臂數(shù) NF = 88 ，未發(fā)現(xiàn)異型染色體、隨體染色體和次縊痕。

洛氏鱥；染色體；核型

洛氏鱥（Phoxinus lagowskii）隸屬于鯉形目Cypriniformes鯉科Cyprinidae雅羅亞科Leuciscinae鱥屬Phoxinus，曾用名長尾鱥，俗稱柳根魚，為江河野生的小型經(jīng)濟(jì)魚類，分布于黑龍江、圖們江、遼河、鴨綠江和黃河中上游的支流水域［1］。洛氏鱥體較長，稍側(cè)扁，紡錘形，背部灰黃色，自背部正中至尾柄有不明顯的黑條紋，腹部和體側(cè)銀黃色或銀白色［2］。該魚肌肉鮮美，肉質(zhì)細(xì)嫩，肌間刺較少，蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸含量高，市場(chǎng)價(jià)格較高，且具有生長速度快、適應(yīng)范圍廣、抗病力強(qiáng)、對(duì)環(huán)境和溫度的適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，適于高密度大規(guī)模的池塘養(yǎng)殖，有廣闊的發(fā)展前景［1］。

染色體作為遺傳信息的載體具有種的特異性，不同物種有其特定的染色體組型，染色體組型在很大程度上反映了物種的進(jìn)化歷史和種間的親緣關(guān)系。因此染色體組型研究成為細(xì)胞遺傳學(xué)不可缺少的部分，對(duì)種質(zhì)資源研究有極其重要的意義［3］。

目前，關(guān)于洛氏鱥的報(bào)道多局限于繁殖生物學(xué)和肌肉營養(yǎng)成分的研究［1，4，5］。王茂林等［1］研究了洛氏鱥個(gè)體繁殖力，康鑫等［4］分析了洛氏鱥幼魚棲息地適宜度指數(shù)，張永泉［5］對(duì)雌雄洛氏鱥的肌肉營養(yǎng)成分進(jìn)行比較分析。但洛氏鱥細(xì)胞生物學(xué)研究并不多見，關(guān)于其染色體核型趙守城［6］在1982年有過報(bào)道，實(shí)驗(yàn)材料取自河北省太原虹琳魚場(chǎng)的流水渠，其水域與東北水域存在地理隔離，染色體組型可能有差異。本研究分析東北水域的洛氏鱥染色體組型，以期了解洛氏鱥遺傳背景，為開展洛氏鱥的人工育苗提供細(xì)胞遺傳學(xué)參數(shù)，也為其種質(zhì)資源開發(fā)及演化地位研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)用魚，9尾，體質(zhì)量25～45 g，體長100 ～130mm，于2015年5月采自遼寧省本溪市太子河，暫養(yǎng)于大連海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部北方海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室容積50 L的水族箱內(nèi)，實(shí)驗(yàn)用水為曝曬的自來水，水溫 26～28℃，pH 6.5～7.5，硬度80～98 mg/L。實(shí)驗(yàn)魚體側(cè)自頭后緣至尾鰭基具一黑色條帶（圖1），尾柄長/尾柄高大于2，小于3。將該魚線粒體控制區(qū)DNA序列與NCBI上的洛氏鱥同源序列比對(duì)，相似度為99%。因此，可斷定實(shí)驗(yàn)魚為洛氏鱥。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

染色體標(biāo)本制備參照李雅娟等［7］方法，稍作改進(jìn)。每尾魚以魚體質(zhì)量10 μg/g的劑量腹腔注射植物血球凝集素（PHA），20 h后再次注射，劑量相同。4 h后，以8 μg/g的劑量注射秋水仙素，2.5 h后，斷尾取血。剖取腎臟、鰓，用7 g/L的生理鹽水沖洗2次，放入0.075 mol/L 的 KCl低滲溶液中處理60 min，用新配制的卡諾固定液固定3次，每次15～20 min。用新配制卡諾固定液于- 20℃條件下保存12 h以上。魚組織加入 1～2 滴體積分?jǐn)?shù)為50%的冰乙酸，剪碎，加50～100 μL卡諾固定液，過孔徑50 μm的濾網(wǎng)，吸取濾液，以50～60 cm的高度滴于預(yù)冷載玻片上，自然干燥。用體積分?jǐn)?shù)為10%的Giemsa染液染色 2 h，用純水沖洗，干燥后鏡檢。

1.3 染色體核型分析

取雌、雄魚各10尾共計(jì)105個(gè)分散良好的分裂相計(jì)數(shù)，以確定染色體眾數(shù)。選取長度適中、著絲粒清晰、染色體眾數(shù)與上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果相一致的中期分裂相拍照，用 Excel 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

染色體分類采用 Levan 等［8］的標(biāo)準(zhǔn)，即按臂比將染色體分為4組：臂比為1.0～1.7的為中部著絲點(diǎn)染色體（m）；臂比為1.8～3.0為亞中部著絲點(diǎn)染色體（sm）；臂比為3.1～7.0的為亞端部著絲點(diǎn)染色體（st）；臂比為7.1～8.0的為端部著絲點(diǎn)染色體（t）。

2 結(jié) 果

2.1 染色體數(shù)目

雌雄105個(gè)洛氏鱥腎細(xì)胞中期分裂相結(jié)果如表1。表1可見，染色體數(shù)目為50的出現(xiàn)頻率最高為82.8%，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，可判斷洛氏鱥二倍體染色體數(shù)為50。

表1 洛氏鱥染色體數(shù)目的分布頻率Table 1 Number frequency of chromosomes in Phoxinus lagowskii

2.2 染色體核型

圖2表明，雌、雄洛氏鱥染色體數(shù)目和形態(tài)無明顯差異。通過測(cè)量分析多個(gè)分裂良好、著絲點(diǎn)清晰的分裂相，獲得洛氏鱥染色體的相對(duì)長度、臂比和染色體類型（表2）。按Levan等［8］的標(biāo)準(zhǔn)，洛氏鱥50條染色體中，24條為亞中部著絲粒染色體（sm），14條為亞端部著絲粒染色體（st），12條為端部著絲粒染色體（t），核型公式為2n = 50 = 24m + 14sm + 12t，臂數(shù)NF = 88。未發(fā)現(xiàn)異型的性染色體、隨體染色體和次縊痕。但發(fā)現(xiàn)一對(duì)大型端部著絲粒染色體（t），相對(duì)長度為（6.00 ±0.24）%，遠(yuǎn)大于其他染色體對(duì)。

3 討 論

鱥屬魚類分布于北美、歐洲和亞洲北部。國外對(duì)鱥屬魚類的染色體已有報(bào)道，其二倍體染色體數(shù)亦為50（表3），因此2n = 50可能是鱥屬魚類的原始核型［9］。由表3可知，洛氏鱥染色體核型與北美洲的黑帶鱥和紅腹鱥相似度極高，極可能來自同一分支。鱥屬魚類喜溫度低、水流湍急的流水，在一些山澗溪流中往往是絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種群，有的山澗溪流中甚至僅有鱥屬魚類。它們因可適應(yīng)此類極端環(huán)境，生存壓力低，故染色體核型有保守性。而歐洲的真鱥染色體核型多樣性較大，可能與歐洲復(fù)雜的水系有關(guān)。Gold等［9］研究北美洲雅羅魚亞科9屬某些魚類核型，發(fā)現(xiàn)它們有一對(duì)大型的端部或近端著絲點(diǎn)染色體，這或可作為鱥屬魚類的核型特征之一。

圖1 洛氏鱥Fig.1 Phoxinus lagowskii

圖2 洛氏鱥的染色體中期分裂相和染色體核型Fig.2 Chromosomes at metaphase and karyotypes in Phoxinus lagowskii

趙守成［6］于 1981年分析了洛氏鱥的染色體核型，其實(shí)驗(yàn)魚取自河北省太原虹琳魚場(chǎng)的流水渠，核型公式為2n = 48 = 24m + 4st + 10t，NF = 72，與本研究的核型有差異，可能是由染色體多態(tài)性造成的。《中國淡水魚類染色體》［15］曾對(duì)中國淡水魚類的染色體核型進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)，僅在染色體核型上存在差異的種類就有47種，占所統(tǒng)計(jì)魚類的27.16%。可見，魚類染色體的多態(tài)現(xiàn)象較為普遍。Chen等［16］提出，染色體通過羅伯遜易位、臂間倒位、缺失等染色體畸變可獲得新核型，具有新核型的個(gè)體在不同地理環(huán)境中通過自然選擇或經(jīng)過遺傳漂變?cè)谀骋坏貐^(qū)形成一穩(wěn)定群體。當(dāng)然兩者染色體核型上的差異性也不排除是實(shí)驗(yàn)方法和操作上的原因。

表2 洛氏鱥染色體相對(duì)長度和臂比Table 2 Relative length and ratio of chromosomes in Phoxinus lagowskii

表3 洛氏鱥與鱥屬魚類的染色體核型Table 3 Karyotype data of the genus Phoxinus

與雅羅亞科魚類比較，洛氏鱥染色體核型與雅羅魚屬3種雅羅魚染色體核型的相似度最高，二倍體染色體數(shù)均為50，僅染色體臂數(shù)有差異（表4）。小島吉雄［17］對(duì) 70余種魚類染色體數(shù)目的統(tǒng)計(jì)分析表明，進(jìn)化上愈處于上位的類群，染色體數(shù)目的離散度愈小。即物種越處于進(jìn)化上位，染色體越收斂，端部著絲粒染色體越多，臂數(shù)（NF）越少，在系統(tǒng)進(jìn)化上屬高位類；反之，則屬低位類?？梢?，在系統(tǒng)進(jìn)化上，洛氏鱥相對(duì)于圓腹雅羅魚（Leuciscus idus）處于上位類，相對(duì)于瓦氏雅羅魚（L.waleckii）和準(zhǔn)噶爾雅羅魚（L.merzbaeher）則處于下位類。鯮魚（Bambusa）和鱤魚（Bambusa）的染色體二倍體個(gè)數(shù)為48，可能是由2n = 50經(jīng)羅伯遜易位而形成。馬口魚（Bidens）和寬鰭鱲（Platypus）二倍體染色體核型分別為 76、78，與洛氏鱥相差最大，可能是由2n = 48或2n = 50通過著絲點(diǎn)斷裂方式使染色體數(shù)目大大增加。

表4 洛氏鱥與雅羅亞科魚類的染色體核型Table 4 Karyotype data of the Leuciscinae

魚類在脊椎動(dòng)物中屬原始類群，性染色體分化不明顯［22］。據(jù) Vasiliev［23］統(tǒng)計(jì)，在已有染色體研究的2 000多種魚類中，具有異型性染色體的物種僅占 2.5%。本研究分別制備雌、雄洛氏鱥染色體滴片，結(jié)果表明，雌、雄洛氏鱥的染色體核型無區(qū)別，未發(fā)現(xiàn)異型的性染色體。

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（責(zé)任編輯：劉慶穎）

Karyotype of Phoxinus lagowskii

ZHANG Shuai，JIANG Yu-sheng，WANG Feng，WANG Mao-lin，ZHOU He
（Key Laboratory of Mariculture & Stock Enhancement in North China's Sea，Ministry of Agriculture，Dalian Ocean University，Dalian 116023，China）

Karyotype of Phoxinus lagowskii was studied with chromosome samples prepared from kidney by injecting phytohaemagg lutinin（PHA） and colchicine and air-dried method.The results showed that there were 50 chromosomes in P.lagowskii，and karyotype formula of P.lagowskii was 2n = 50 = 24m + 14sm + 12t； NF = 88.There was no evidence of heterotypical chromosome，satellites or secondary constriction.

Phoxinus lagowskii； chromosome； karyotype

Q959.46+8.3

A

1673-9159（2016）03-0106-04

10.3969/j.issn.1673-9159.2016.03.017

2015-11-11

遼寧省“三區(qū)”人才計(jì)劃項(xiàng)目（500215201）；大連海洋大學(xué)校列項(xiàng)目（100914198）

張帥（1988-），男，碩士，從事水產(chǎn)集約化養(yǎng)殖研究。E mail Zhangshuai1900@126.com

王茂林（1980-），男，副教授，從事水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)、魚類生理生態(tài)研究。E mail wml13804@126.com