长臀鮠遗传多样性研究概况

孔杰，蒋晓红，周洲，张竹青，周路，李道友

(贵州省水产研究所，贵州 贵阳 550025)

长臀鮠遗传多样性研究概况

孔杰，蒋晓红*，周洲，张竹青，周路，李道友

(贵州省水产研究所，贵州 贵阳 550025)

DNA分子标记技术在鱼类遗传育种上发挥着重大作用，DNA分子标记技术可以了解种群的遗传多样性，给种质资源保护、引种选育提供指导。文章总结了近几年长臀鮠遗传多样性研究中应用的几种分子标记技术，包括基于线粒体基因组的D－Loop、Cytb标记技术和基于核基因组的RAPD、AFLP、SSR技术;讨论了珠江水系、红河水系以及海南长臀鮠的遗传多样性状况，表明长臀鮠野生种资源十分匮乏，贵州境内的长臀鮠多样性亟待调查研究。

长臀鮠;分子标记;遗传多样性

长臀鮠(Cranoglanis bouderius)，隶属鲇形目(Siluriformes)、长臀鮠科(Cranoglanididae)、长臀鮠属(Cranoglanis)，俗称牛毛鱼、牯鱼，是珠江水系特有的名贵经济鱼类，在《中国濒危保护动物红皮书》中被列为易危鱼类［1］。长臀鮠为底层鱼类，以小型水生动物为食，成鱼体重可达2 kg，肉嫩味鲜，无鳞，无肌间刺。长臀鮠营养丰富，含有人体所需的7种必需氨基酸和10种非必需氨基酸，不饱合脂防酸含量高，具有较高的经济价值［2］，是珠江流域深受欢迎的鱼类之一。近年来，由于捕捞过度，野生资源数量急剧减少。人工养殖逐渐在广东、广西等地兴起，但苗种主要来源于江河野生长臀鮠，数量有限，养殖规模小。有研究表明［2］，珠江长臀鮠的遗传多样性匮乏，因此对长臀鮠种质资源亟待开发与保护，突破繁育的瓶颈，保证繁殖亲鱼的遗传多样性。本文总结了目前长臀鮠研究中应用的分子标记技术，为拓展分子标记辅助育种在长臀鮠种质保护以及繁育中的应用提供参考。

1 长臀鮠遗传多样性研究方法及其进展

1．1 基于线粒体基因组的分子标记线粒体DNA严格遵守母系遗传规律，不发生重组以及进化速度快的特点使其成为研究物种进化和遗传多样性分析的重要方法，主要包括D－Loop区、Cytb基因、CO Ι基因片段、12S rRNA和16S rRNA等基因标记。其中，D－Loop区进化速度最快，遗传变异信息丰富;Cytb基因进化速度适中，适合种内和种间的遗传分析;CO Ι基因片段、12S rRNA和16S rRNA变异速度较慢，常与其它标记共同鉴定物种遗传多样性。

D－Loop区也称为控制区(control region)，是线粒体DNA的非编码区，进化压力小，碱基替换速率快，是线粒体DNA基因组中变异最大的区域，其基因变化速度是核基因组的5倍［3］。因此，D－Loop区是群体遗传多样性分析的有效分子标记，也是mtDNA中最常用到的分子标记区域。在众多水产动物中都有应用，如草鱼［4］、罗非鱼［5］、中华鳖［6］、中国海三疣梭子蟹［7］、舟山小黄鱼［8］、泥鳅［9］等，不仅应用于遗传多样性分析，在亲缘关系、遗传分化等上也有许多应用。

线粒体细胞色素b基因(Cytochrom b，Cytb)是结构和功能了解得最为清楚的蛋白编码基因，进化速度适中，主要用于亲缘关系较近的种间或属间分析。Cytb研究物种遗传多样性的报道比D－Loop区少，可以与CO Ι基因片段相结合共同研究物种的遗传多样性，如波纹唇鱼的遗传多样性研究［10］。单独采用Cytb基因研究遗传多样性的水生生物有松江鲈［11］、中华倒刺鲃［12］、黄颡鱼［13］等。

1．2 基于核基因组的分子标记真核生物的遗传物质主要以染色体的形式集中在细胞核中，即核基因组。常用于分析核基因组遗传多样性的分子标记有RAPD(random amplified polymorphic DNA，随机扩增多态性DNA)、AFLP(amplified fragment length polymorphism，扩增片断长度多态性)、SSR(simple sequence repeat，简单重复序列，又叫微卫星DNA)等。RAPD技术建立在PCR技术之上，可以对未知序列的基因组个体进行多态性分析，在水生动物品种鉴定、种间遗传多样性上有着广泛应用。AFLP兼具了RFLP技术的可靠性与PCR技术的高效性特点，同样被应用于鱼类遗传多样性分析、种质鉴定和遗传图谱构建等许多领域。SSR技术是过去5～10年里，应用最为广泛的分子标记技术，被研究者们认为是一种近乎于理想的遗传标记，具有共显性、中性、量大的优点，大大推动了水生生物的遗传研究进步。

2 长臀鮠遗传多样性特征

遗传多样性是生物多样性研究的重要内容，一个物种的遗传多样性高低与其适应能力、生存能力和进化潜力密切相关。群体遗传多样性每损失10%，就会对着其繁殖能力、存活率、生长等重要生理性状产生极大的负面影响，遗传多样性的分析可以指导物种的生产、繁育以及种质保护等。长臀鮠作为易危鱼类，遗传多样性的研究显得十分重要，近几年来也开展了一些关于遗传多样性的分析研究，相关研究报道不多，需大力推进相关的研究，为长臀鮠的野生种质保护，人工养殖品种的选育提供素材。

程飞等［14］采用微卫星标记分别分析了珠江长臀鮠和海南长臀鮠的遗传多样性，2个群体的平均多态信息含量(PIC)均低于0．5，2个群体的遗传相似度为0．875、遗传距离为0．133，说明这2个群体的遗传多样性都较低，并且2个地理群体间的遗传差异较小。程飞等［15］采用AFLP研究了珠江长臀鮠和海南长臀鮠2个群体的遗传多样性，表明2个群体内部个体间的遗传相似度都很高，同属于1个有效种，这与微卫星标记得到的结果相一致。高志远等［16］对海南松涛水库3个长臀鮠群体的线粒体DNA控制区全序列(D－Loop)进行分析，结果显示长臀鮠的遗传多样性总体上比较贫乏，3个种之间并无明显分化。乐小亮等［17］开展了海南长臀鮠Cytb基因的遗传多样性分析，通过测定海南长臀鮠Cytb基因的全序列，对其遗传变异进行检测分析，单倍型间遗传距离最大为0．001 7，表明海南长臀鮠遗传变异较小。谢少林等［18］采用线粒体控制区分别对分布于广东、广西、云南、海南的长臀鮠进行了遗传结构分析，不仅发现珠江、红河长臀鮠没有遗传分化，结果还表明长臀鮠的野生资源贫乏，海南群体最为严重。

综上所述，遗传多样性研究主要在海南长臀鮠和珠江长臀鮠中开展，应用AFLP、SSR、mtDNA DLoop、Cytb基因对长臀鮠遗传多样性进行分析，表明了长臀鮠遗传多样低，野生资源十分匮乏。长臀鮠分布于西江水系的广东、广西二省，海南岛的南渡江和万泉河水系，云南河口县以下的红河水系，贵州境内的南、北盘江。海南、珠江和云南境内红河水系的长臀鮠遗传多样性显示较低，而贵州境内的长臀鮠还没有遗传多样性研究的报道。

3 展望

关于长臀鮠研究报道大多数是关于人工养殖方法、生物学特性、营养成分分析，遗传多样性分析较少，至于其它的种质资源评估等研究更是空白。长臀鮠群体的遗传多样性分析不仅是评估野生群体种质资源状况的手段，更是进行引种养殖和人工繁育的关键。遗传多样性降低会使物种对环境适应能力下降，难以应对复杂多变的生存环境。珠江和海南长臀鮠的遗传多样普遍较低，若不及时采取保护措施，将会对该物种的生存产生威胁。

长臀鮠的种质资源仍主要依赖于江河捕捞，关于人工繁殖的报道较少。张竹青等［19］培育苗种的成活率为34．7%，而成活率不仅与催产的实验条件、开口饲料选择有关，更与苗种本身的质量有关。而海南长臀鮠、珠江长臀鮠以及云南长臀鮠的遗传多样性贫乏，生产出来的苗种质量自然不会很高，因此有必要对其它区域，如云南、贵州的长臀鮠多样性进行深入调查研究，了解野生种质资源状况、各个地理群体的遗传结构，从根本上保证苗种的种质质量。

遗传多样性是人工选育的基础，选育群体要保证有较高的遗传多样性，才能保证选育工作长期有效的开展。运用分子标记进行遗传多样性研究是从遗传本质上对种群进行分析，可以省去传统分析需要进行的大量性状测定工作，提高分析的效率和准确率。线粒体DNA分子标记技术出现最早，以母系遗传为背景，在水产中应用十分广泛。但是RAPD、AFLP、SSR鉴别能力更宽广，有研究者将AFLP和RAPD进行过比较，得出AFLP是最佳鉴定遗传多样性方法的结论［20］。随着微卫星标记的积累，其高度多态性、重复性，以及对DNA质量要求低等特点，相比于RAPD更能揭示群体遗传结构的总体特征，成为研究遗传多样性的理想标记。在长臀鮠遗传多样性研究中，可以采用不同的分子标记技术进一步挖掘长臀鮠的基因资源，充分了解不同地理区域长臀鮠种群的遗传多样性，合理利用并保护野生资源。

［1］刘采霞，彭作刚，何舜平．长臀鮠属鱼类多变量形态分布及物种有效性研究［J］．水生生物学报，2005，29(5):507－512．

［2］谢少林，陈金涛，王超，等．珠江水系不同地理居群长臀鮠肉质品质的对比分析［J］．淡水渔业，2014，44(1):20－24．

［3］Horai S．，Hayasaka K．．Intraspecific nucleotide sequence differences in the major noncoding region of human mitochondrial DNA［J］．American Journal of Human Genetics，1990，46(4):828．

［4］傅建军，王荣泉，沈玉帮，等．我国草鱼野生群体DLoop序列遗传变异分析［J］．水生生物学报，2015，39(2):349－357．

［5］肖炜，王腾，李大宇，等．埃及品系尼罗罗非鱼不同选育世代mtDNA D－loop区遗传多样性分析［J］．南方水产科学，2015，11(3):29－33．

［6］黄雪贞，钱国英，李彩燕．中华鳖3个地理群体线粒体基因D－loop区遗传多样性分析［J］．水产学报，2012，36(1):17－24．

［7］董志国，李晓英，王普力，等．基于线粒体D－Loop基因的中国海三疣梭子蟹［J］．水产学报，2013，37(9):1304－1312．

［8］郑文娟，来育洪，尤晰煜，等．舟山小黄鱼线粒体DNA D－loop区序列变异的遗传多样性分析［J］．动物学研究，2012(33):329－336．

［9］傅建军，徐如卫，薛婷，等．3种泥鳅微卫星标记和DLoop部分序列遗传变异分析［J］．水产学报，2015，39(4):465－472．

［10］胡静，侯新远，尹绍武，等．基于mtDNA COⅠ和Cytb基因序列对南中国海不同海域波纹唇鱼群体遗传多样性的研究［J］．水生生物学报，2014，38(6):1008－1016．

［11］高天翔，毕潇潇，赵林林，等．基于线粒体Cytb基因全序列的松江鲈群体遗传结构分析［J］．水生生物学报，2013，37(2):199－206．

［12］黄小彧，章群，马奔，等．中华倒刺鲃线粒体细胞色素b基因的遗传多样性分析［J］．广东农业科学，2011(24):1－4．

［13］张鹤千，杨子拓，李桂峰，等．珠江流域野生黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco的Cyt b基因序列分析［J］．中山大学学报(自然科学版)，2015，54(5):102－108．

［14］程飞，叶卫，叶富良，等．长臀鮠遗传多样性的微卫星标记分析［J］．淡水渔业，2007，37(6):61－64．

［15］程飞，谢松光，叶卫，等．长臀鮠的AFLP分析［J］．水生生物学报，2009，33(3):539－544．

［16］高志远，章群，夏月恒，等．松涛水库长臀鮠遗传多样性研究［J］．广东农业科学，2013(3):98－105．

［17］乐小亮，赵爽，刘海林，等．基于线粒体细胞色素b基因全序列的海南长臀鮠南渡江种群遗传变异分析［J］．生态科学，2010，29(3):247－250．

［18］谢少林，王超，吕子君，等．基于线粒体控制区Dloop序列的长臀鮠种群遗传结构分析［J］．华南农业大学学报，2016，37(1):8－13．

［19］张竹青，周路，杨凯，等．长臀鮠的人工繁殖试验［J］．贵州农业科学，2012，40(5):146－147．

［20］高泽霞，王卫民，周小云．DNA分子标记技术及其在水产动物遗传上的应用研究［J］．生物技术通报，2007(2):108－113．

S965．199

A

1007－1474(2016)04－0063－03

2016－05－18

贵州省科技计划课题项目“长臀鮠生长相关微卫星标记的筛选及其应用潜力研究”［黔科合NY(2012)3053］

孔杰(1986—)，女，助理研究员，硕士，从事水产生物技术与鱼类分子鉴定相关研究。E－mail:kellykj@126．com

*通讯作者:蒋晓红(1968—)，女，副研究员，从事水产养殖相关研究。E－mail:243475908@qq．com