泥蚶遺傳多樣性研究探討

姚紅偉　石磊

摘要：本文從形態(tài)學(xué)標(biāo)記、細胞學(xué)標(biāo)記、生化標(biāo)記和分子標(biāo)記四個方面對泥蚶的遺傳多樣性研究進展進行了詳述。

關(guān)鍵詞：泥蚶；遺傳多樣性；遺傳標(biāo)記

泥蚶（Tegillarca granosa）俗稱血蚶，我國、韓國以及東南亞等國家地區(qū)都有分布，是一種肉質(zhì)鮮美且營養(yǎng)豐富的經(jīng)濟貝類，屬軟體動物門（Mollusca）、雙殼綱（Bivalvia）、翼形亞綱（Pterimorphia）、蚶目（Arcoida）、蚶科（Arcidae），雌雄異體，貝殼較厚，其貝殼的放射肋粗壯，肋上具明顯的結(jié)節(jié)，如圖1所示。近年來隨著國內(nèi)外捕撈需求的提高和泥蚶養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大，為充分了解其遺傳背景，建立標(biāo)記輔助育種，有關(guān)泥蚶遺傳多樣性方面的研究也在不斷地進行著。

圖1泥蚶的殼體特征

1泥蚶遺傳多樣性研究概況

在遺傳學(xué)的建立和發(fā)展過程中，遺傳標(biāo)記（Genetic markers）是研究生物遺傳多樣性的合適指標(biāo)。遺傳標(biāo)記是指與目標(biāo)性狀緊密連鎖，同該性狀共同分離且易于識別的可遺傳的等位基因變異[1]。遺傳標(biāo)記主要經(jīng)歷了形態(tài)學(xué)標(biāo)記、細胞學(xué)標(biāo)記、生化標(biāo)記和分子標(biāo)記四個階段。因此，泥蚶的遺傳多樣性研究也經(jīng)歷了這四個階段。

1.1形態(tài)學(xué)標(biāo)記

形態(tài)學(xué)標(biāo)記（morphological markers）是與目標(biāo)性狀緊密連鎖，表型上可識別的等位基因突變體[2]。自然界生物存在著許多非常明顯的形態(tài)標(biāo)記。張永普[3]等人對4個地理種群泥蚶的形態(tài)差異進行了研究，結(jié)果表明各形態(tài)性狀差異顯著，貝殼形狀是決定泥蚶不同地理種群的主要性狀，其次為咬合齒。蔣濤濤[4]等人對450個泥蚶成貝定量分析了殼形態(tài)性狀對活體重和軟體部重的影響。結(jié)果表明殼寬是影響活體重的主要因素，而殼高是影響軟體部重的主要因素。姚韓韓[5]等人利用形態(tài)學(xué)標(biāo)記研究了泥蚶奉化種群和韓國種群的殼形態(tài)差異，結(jié)果表明韓國種群的殼型比奉化種群更加鼓脹，軟體部含量更高。

1.2細胞學(xué)標(biāo)記

細胞學(xué)標(biāo)記（Cytological markers）是指對經(jīng)過處理的生物染色體數(shù)目和形態(tài)進行分析，能明確顯示遺傳多樣性的細胞學(xué)特征[6]。吳洪喜[7]等人利用胚胎細胞做成的染色體制片，對樂清灣泥蚶染色體進行了分析。結(jié)果表明樂清灣泥蚶核型為2N=38，32 m+6 sm，NF=76。鄭家聲[8]等人用鰓細胞空氣干燥法制片，對泥蚶、毛蚶、魁蚶的染色體組型進行了分析研究。它們的染色體數(shù)目2N和總臂數(shù)NF都相同，但是染色體組型不同。陸榮茂[9]等人以毛蚶、泥蚶、橄欖蚶擔(dān)輪幼蟲為材料進行染色體制備和核型分析，結(jié)果表明：3種蚶的二倍體染色體數(shù)目都為38，核型公式分別為20 m+12 sm+6 st、22 m+12 sm+4 st、18 m+18 sm+2 st、染色體臂數(shù)NF分別為70、72、74。聚類分析結(jié)果顯示橄欖蚶更接近于毛蚶。

1.3生化標(biāo)記

生化標(biāo)記（Biochemical markers）是指以生物體內(nèi)生化性狀為標(biāo)記，主要包括血型標(biāo)記、血清蛋白標(biāo)記和同工酶標(biāo)記等。目前，應(yīng)用較廣泛的生化標(biāo)記主要是同工酶標(biāo)記。喻子牛[10]等人采用水平淀粉凝膠電泳技術(shù)研究了榮成、青島、溫州三個泥蚶群體的等位基因酶遺傳變異。在12種等位基因酶中共檢測到了27個基因位點，結(jié)果表明榮成與青島群體遺傳同一性大于與溫州群體的，三個群體在多個位點上都存在明顯的雜合子缺失現(xiàn)象。賈守菊[11]等人采用聚丙烯酰胺凝膠電泳方法對過氧化物酶（POD）、酯酶（EST）及淀粉酶（AMY）進行研究，揭示了5個不同種群泥蚶同工酶的表達差異性。此外，王日昕[12]等人也對7個不同地理群體的泥蚶進行過同工酶分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)檢測的11種同工酶中，除ATPase外其他10種存在差異，特別是汕頭和湛江兩地理群體與其他5個地理群體之間的差異尤其顯著。

1.4分子標(biāo)記

分子遺傳標(biāo)記（molecular markers）是根據(jù)基因組DNA存在豐富的多態(tài)性而發(fā)展起來的可直接反映生物個體在DNA水平上的差異的一類新型的遺傳標(biāo)記[13]。目前，（一）在隨機擴增多態(tài)性DNA（即RAPD）分子標(biāo)記方面：李太武[14]等人對5個泥蚶群體的遺傳多樣性進行了研究，結(jié)果表明5個群體遺傳分化不明顯，其余4個群體的多態(tài)位點比例和遺傳平均雜合度比韓國群體有所降低。此外，李成華[15]和徐義平[16]等人也分別利用RAPD技術(shù)分析了不同地理泥蚶群體的遺傳多樣性。（二）在限制性片段長度多態(tài)性（即RFLP）分子標(biāo)記方面：戴偉[17]等人對3個泥蚶地理群體的核糖體DNA ITS區(qū)進行分析，從分子水平探討了三者的遺傳多樣性及親緣關(guān)系。此外，郭永軍[18]等人對毛蚶、魁蚶和泥蚶核糖體DNA轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（ITS）進行RFLP分析時未發(fā)現(xiàn)毛蚶和魁蚶間特異性RFLP標(biāo)記，但6種限制性內(nèi)切酶均能將泥蚶與毛蚶及魁蚶區(qū)別開來。（三）在微衛(wèi)星標(biāo)記方面：顧曉英[19]等人應(yīng)用6個微衛(wèi)星標(biāo)記在奉化泥蚶種群上進行擴增，以檢測其遺傳信息。田野[20]等人采用微衛(wèi)星分子標(biāo)記技術(shù)對人工選育的泥蚶群體進行遺傳多樣性分析。結(jié)果表明連續(xù)的人工選育過程，群體的遺傳多樣性仍然比較高，但選育過程對群體的遺傳多樣性和遺傳分化有一定程度的影響。此外，程雪艷[21]等人運用微衛(wèi)星DNA標(biāo)記，對5個不同泥蚶地理群體分析發(fā)現(xiàn)其呈現(xiàn)出較低的遺傳分化。（四）在擴增片段長度多態(tài)性（即AFLP）分子標(biāo)記方面：姚韓韓[22]等人利用AFLP分子標(biāo)記技術(shù)對泥蚶4個快速生長家系的遺傳結(jié)構(gòu)及遺傳差異進行了分析，預(yù)測能夠繁育出生長優(yōu)勢子代的最佳親本組合，減少近交機率。劉博[23]等人采用AFLP標(biāo)記技術(shù)結(jié)合“擬測交”策略，對泥蚶父、母本和109個F1全同胞個體進行了遺傳連鎖的分析研究，構(gòu)建了泥蚶的遺傳連鎖圖譜。此外，董迎輝[24]等人利用AFLP標(biāo)記技術(shù)研究了快速生長品系的遺傳結(jié)構(gòu)并篩查出生長性狀相關(guān)的分子標(biāo)記。（五）在以特定序列為核心的分子標(biāo)記技術(shù)方面：鄭文娟[25]等人采用PCR技術(shù)對我國沿海地區(qū)7個泥蚶群體的線粒體COI基因部分序列進行了測定和遺傳分析。結(jié)果表明我國沿海泥蚶已分化形成福建以南和以北二大類群，二大類群之間的遺傳分化已達到亞種水平。劉春芳[26]等人以7個地理群體泥蚶材料，獲取592 bp線粒體COI基因片段序列進行遺傳多樣性及分化分析，結(jié)果顯示中國沿海泥蚶遺傳多樣性和群體內(nèi)遺傳分化系數(shù)由北向南呈升高趨勢。

2展望

遺傳多樣性與一個物種的進化潛在能力和抵御不利生存環(huán)境的能力緊密相連，如果一個種群或個體沒有遺傳多樣性，那么就失去了突變、選擇，失去了進化的可能，也就無法適應(yīng)周圍環(huán)境的變化，最終會被大自然淘汰。目前隨著人類的捕撈和養(yǎng)殖活動以及海域環(huán)境的急劇變化，泥蚶雖然在自然或人為因素下，基因流不斷進行著，但是長期的人工育苗和自繁自育，加劇了近交繁殖，使得泥蚶肥滿程度、生長速度的快慢以及繁殖力的大小等重要指標(biāo)出現(xiàn)下降。另外，盲目的引種和選種，不僅解決不了苗種問題，還有可能進步一降低野生群體的遺傳多樣性，卻得不到能穩(wěn)定遺傳的經(jīng)濟性狀優(yōu)良的后代，可以看出上述問題使得養(yǎng)殖群體以及個別野生群體不可避免地出現(xiàn)一定程度遺傳多樣性的衰退，泥蚶種質(zhì)資源受到威脅。為防止這種情況的進步一蔓延以及更好地實現(xiàn)對新發(fā)現(xiàn)種群的開發(fā)利用，就離不開對泥蚶遺傳多樣性的研究發(fā)展，因此泥蚶遺傳多樣性的研究步伐不會停滯。作為研究遺傳多樣性指標(biāo)的遺傳標(biāo)記已經(jīng)經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜、從宏觀到微觀、從定性到定量的發(fā)展過程，即便現(xiàn)在的分子標(biāo)記也沒有一種能完全滿足各類實驗要求的理想標(biāo)記。隨著物種多樣性的發(fā)展和發(fā)掘、科技的進步以及人類探索自然步伐的加快，生物遺傳多樣性的研究需求和必要性必將進一步加大，這就會極大地促使人類去探究更快、更精確、更便利的遺傳標(biāo)記用于遺傳多樣性的研究以造福人類。未來，這些新型遺傳標(biāo)記不僅是了解不同泥蚶種群遺傳背景的有力技術(shù)支持，而且會帶來更大的經(jīng)濟、科研等方面的價值，促使泥蚶增養(yǎng)殖和捕撈可持續(xù)健康發(fā)展。

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（收稿日期：2016-10-28）