生物技術(shù)在貝類種質(zhì)資源研究中的應(yīng)用*

望寒淇

(宜昌市夷陵區(qū)東湖高級中學(xué)，湖北宜昌 443000)

我國貝類養(yǎng)殖業(yè)正處于高速發(fā)展階段，貝類種質(zhì)資源保護(hù)問題也受到人們關(guān)注。通常來說，種質(zhì)指的是物種在繁衍階段，遺傳基因傳遞的過程中存在的物質(zhì)。種質(zhì)資源能夠在培育物種中應(yīng)用，將攜帶物種遺傳基因傳遞。貝類物種基因具有特異性、多樣性，并表現(xiàn)出多層次、多水平特征。世界范圍內(nèi)記載貝類約為11萬種，我國記載約為4000種，大部分為海洋貝類，所以貝類種質(zhì)資源較為豐富。我國為世界排行第一的海洋貝類人工育種國家，保護(hù)優(yōu)質(zhì)品種，開發(fā)新型品種為當(dāng)前研究關(guān)注問題。

1 種質(zhì)資源保護(hù)

1.1 生存環(huán)境保護(hù)

物種繁衍依靠生存環(huán)境，對自然環(huán)境物種保護(hù)應(yīng)采取動態(tài)保護(hù)方式，對種質(zhì)資源進(jìn)行群體保護(hù)應(yīng)當(dāng)保護(hù)其生存環(huán)境，使其種族能夠在自然界中繁衍。生存環(huán)境保護(hù)方式是現(xiàn)階段最為有效的保護(hù)方式，該保護(hù)方式需建立自然保護(hù)區(qū)，采取相應(yīng)的保護(hù)措施，將受到破壞的生存群體恢復(fù)。該保護(hù)方式存在被保護(hù)對象與自然環(huán)境協(xié)同的作用，具有能夠觀察出被保護(hù)對象的遺傳基因變化、能夠保護(hù)物種種群、利于繁衍、保護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)勢。

但是這種保護(hù)方式也存在一定局限性，水生動物具有一定的遷移性、流動性，所以部分物種可能處于保護(hù)區(qū)外，人類活動同樣會對物種生態(tài)環(huán)境造成改變。比如保護(hù)區(qū)外建設(shè)堤壩，可能會使水體運(yùn)動受到影響，致使保護(hù)區(qū)生態(tài)產(chǎn)生變化；人工養(yǎng)殖或流放貝類物種會存在群體活動時(shí)繁衍；伴隨潮汐進(jìn)入生態(tài)保護(hù)區(qū)，對野生物種群體會產(chǎn)生影響。

在實(shí)際保護(hù)過程中，應(yīng)當(dāng)注意外來物種，外來物種引入可以將物種結(jié)構(gòu)改變，使育種素材豐富，但是也可導(dǎo)致不同物種引發(fā)遺傳混亂問題。引入外來物種不只是能夠?qū)ΡＷo(hù)區(qū)產(chǎn)生影響，也會對自然海域物種產(chǎn)生負(fù)面影響。

1.2 遷徙地保護(hù)

遷徙地保護(hù)指在原物種或者人工環(huán)境下，對部分?jǐn)?shù)量種質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行保存。這種保護(hù)方式屬于靜態(tài)保護(hù)方式。對于水生物種，人工養(yǎng)殖會存在水塘、水族館以及冷凍裝置，所以保存較為方便。我國在魚類種質(zhì)資源遷徙地保護(hù)方面，可以在遷徙地周圍建立貝類基因庫，但是池塘等保存魚類基因不變較為困難。目前國內(nèi)一般會采取生物種質(zhì)資源遷徙地保護(hù)方式，并將應(yīng)用低溫冷凍保護(hù)細(xì)胞技術(shù)。

2 生物技術(shù)在貝類保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 同工酶、DNA分子標(biāo)記技術(shù)

在對種質(zhì)資源進(jìn)行保護(hù)前，應(yīng)當(dāng)對物種遺傳基因特性以及背景等做出研究，并建立種質(zhì)資源保護(hù)檔案。同工酶以及蛋白質(zhì)電泳技術(shù)或者DNA標(biāo)記技術(shù)，能夠幫助研究人員在不同角度全面觀察物種信息，這些技術(shù)的發(fā)展為研究和保護(hù)物種種質(zhì)資源奠定基礎(chǔ)。

2.1.1 同工酶技術(shù)分析

同工酶技術(shù)利用DNA技術(shù)闡述電泳譜差異，并在蛋白質(zhì)水平研究基礎(chǔ)上研究遺傳多樣化。相關(guān)研究人員采取同工酶技術(shù)對大連等地4個(gè)魁蚶群體基因進(jìn)行研究，在4個(gè)魁蚶群體中12個(gè)物種基因中存在22、24、26、28個(gè)基因位點(diǎn)，并且四個(gè)群體多態(tài)位點(diǎn)比例為50%、56.8%、56.1%、65.2%，4個(gè)群體基因遺傳相似度較近。秦皇島、大連魁蚶基因較為類似，主要是由于兩地距離近，基因交流障礙較小，并且秦皇島、青島、大連與韓國釜山存在一定差異。中國與日本兩個(gè)櫛孔扇貝種群中同工酶已經(jīng)呈現(xiàn)出不同點(diǎn)位變化，但是大致點(diǎn)位相同，不同族群存在各自特異譜帶，這也表現(xiàn)出日本種質(zhì)遺傳多樣性多于中國。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，貝類種群遺傳變異與基因存在較大關(guān)系，人工培植牡蠣存在19個(gè)等位基因酶位點(diǎn)，雜合度為0.154。

2.1.2 DNA標(biāo)記技術(shù)

隨著擴(kuò)增多態(tài)性DNA技術(shù)高速發(fā)展，使貝類遺傳多樣性研究更加具體。相關(guān)研究人員對我國廣東以及廣西不同文蛤群體遺傳基因多樣性進(jìn)行分析，并根據(jù)形態(tài)特征、生長性能等做出系統(tǒng)分型。研究發(fā)現(xiàn)，貝殼形態(tài)物種中，廣西各群體平均殼長、高、重量等指標(biāo)明顯比廣東群體大，并且相關(guān)數(shù)據(jù)顯示不同群體多樣性指數(shù)存在差異。多態(tài)位點(diǎn)比例在84.1%～95.1%區(qū)間，群體間遺傳距離為0.025～0.218，但是并未發(fā)現(xiàn)文蛤形態(tài)等數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。通過DNA技術(shù)可以對遺傳多樣性做出分析，并可以得出準(zhǔn)確結(jié)果。

2.2 低溫冷凍保存技術(shù)

水生動物種質(zhì)保存方式在1950年后興起，研究人員曾對大西洋鯡魚精巢做出冷凍保存，國外其他學(xué)者也開始對不同魚類進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，并對貝類物種進(jìn)行低溫冷凍保存，為精子冷凍保存技術(shù)奠定基礎(chǔ)。經(jīng)過冷凍保存的精子，能夠解決雜交育種親本不同步問題，能夠擴(kuò)大雜交范圍，并防止人工繁殖近親繁衍引發(fā)的品種優(yōu)良性退化問題。

貝類物種在精子冷凍過程中，適當(dāng)冷凍溫度或者解凍速度能夠有效提升精子成活率，精子細(xì)胞濃度較高，若冷凍速度較快那么細(xì)胞水分不會外滲便會凝結(jié)成冰，解凍過程中細(xì)胞可能會死亡，若冷凍速度慢，胞外介質(zhì)會在水中結(jié)冰，細(xì)胞會在脫水過程中受到傷害。所以只有保障冷凍效果，才不會使精子死亡?，F(xiàn)今世界范圍內(nèi)并未找到一種安全的細(xì)胞冷凍保存方式。

貝類精子冷凍保存方式除了與家畜、魚類保存方式不同外，在冷凍操作技術(shù)上與其他物種大致類似。由于貝類物種在受精過程需大量精子，所以，采取適當(dāng)?shù)姆绞綄ω愵惥哼M(jìn)行保存，并將此方式推廣與應(yīng)用，結(jié)果若為受精卵短期存活，便可證明這種方式不夠完善。幼體正常生長應(yīng)當(dāng)為確定冷凍方式成功的關(guān)鍵，抗凍保護(hù)劑在貝類受精過程中可觀察細(xì)胞、胚胎變化，但是這種技術(shù)并不完善，值得研究。低溫保存技術(shù)為保護(hù)貝類繁衍、雜交的重要技術(shù)，對貝類種質(zhì)細(xì)胞保存具有重要意義。