鲌鲂F1、F2及其亲本肌间骨的比较分析

蒋文枰贾永义刘士力李 倩李 停顾志敏

（1. 浙江省淡水水产研究所农业部淡水渔业健康养殖重点实验室， 浙江省淡水水产遗传育种重点实验室， 湖州 313001； 2. 中国水产科学院生物技术研究中心， 北京 100141）

鲌鲂F1、F2及其亲本肌间骨的比较分析

蒋文枰1贾永义1刘士力1李 倩1李 停2顾志敏1

（1. 浙江省淡水水产研究所农业部淡水渔业健康养殖重点实验室， 浙江省淡水水产遗传育种重点实验室， 湖州 313001； 2. 中国水产科学院生物技术研究中心， 北京 100141）

为研究新型鲌鲂杂交鱼的肌间骨， 采用常规测量和解剖法对鲌鲂F1（female Culter alburnus Basilewsky × male Megalobrama amblycephala Yih）、鲌鲂F2（self-crossing of F1hybrid of female C.alburnus × male M. amblycephala）及其母本翘嘴鲌（C. alburnus）、父本团头鲂（M. amblycephala）肌间骨的数目、形态和分布进行统计分析， 结果表明， 翘嘴鲌肌间骨数目为134—139， 平均为136.8根； 团头鲂的肌间骨数目为121—129， 平均为124.2根； 鲌鲂F1肌间骨数目为129—134， 平均为131.6根； 鲌鲂F2肌间骨数目为127—134， 平均为130.1根； 鲌鲂F1、F2与翘嘴鲌、团头鲂之间肌间骨数目差异显著（P＜0.05）； 鲌鲂F1每一肌节所含肌间骨数目最多， 为0.8024； 鲌鲂F2最少， 为0.7744； 翘嘴鲌和团头鲂介于鲌鲂F1和F2之间， 分别为0.7953和0.7763。4种鱼均含有“I”形、“卜”形、“Y”形、一端多叉形、两端两分叉形、两端多叉形和树枝形7种类型肌间骨， 髓弓小骨比脉弓小骨多且复杂； 鱼体左右两侧肌间骨的数目不完全相等， 形态也不完全对称， 但较为接近， 且肌间骨越靠前端， 形态越复杂； 研究获得的鲌鲂F1和F2在肌间骨总数、复杂型肌间骨数目和躯体轴下肌肌间骨数目均较母本有所减少， 鲌鲂F2较F1还呈下降的趋势， 且每一肌节所含肌间骨最少， 表现出一种有利于提高食用品质和精深加工的优势。研究结果为鲌鲂属间远缘杂交培育少肌间骨新品种提供了基础资料。

鲌鲂F1； 鲌鲂F2； 肌间骨； 形态学； 远缘杂交

肌间骨（Intermuscular bone）又称肌间刺， 即日常生活中所说的“鱼刺”， 位于椎骨两侧肌间膈中的骨质小刺， 普遍存在于真骨鱼类中［1，2］。根据其附着的部位可将其分为三类: 一是连接于髓弓上的髓弓小骨（Epineural bone）； 二是连接于腹肋或脉弓上的脉弓小骨（Epipleural bone）； 三是连接于椎体上的椎体小骨（Epicentral bone）［2—8］。Patterson和Johnson［2，7］等对125属真骨鱼类的代表种进行了系统的观察和分析， 其中描述了我国鲤科鱼类属的一种。而国内对鱼类肌间骨的研究始于20世纪50年代， 早期在鱼类解剖专著有所涉及， 同时对鲫（Carassius auratus Linnaeus）、鲢（Hypophthalmichthys molitrix Richardson）、草鱼（Ctenopharyngodo nidellus Valenciennes）和青海湖裸鲤（Gymnocypris przewalskii Kessler）等进行了初步观察［1，3—5，9—11］。近年来研究者更加重视对鱼类肌间骨的研究， 吕耀平等［8，12，13］、董再杰等［14］、柯中和等［15］、万世明等［16］分别对低等真骨鱼类、瓯江彩鲤（Cyprinus carpio var. color Li）、唇（Hemibarbus labeo Pallas）、常见鲤科鱼类、鲢和团头鲂等的肌间骨的形态、数目和骨化过程进行形态学观察和比较分析； 徐晓锋等［17］则通过人工诱导雌核发育筛选到了生长发育正常的无肌间骨草鱼突变体。

翘嘴鲌属鲤科、鲌亚科、鲌属， 团头鲂同属鲌亚科的鲂属， 二者均为我国重要的经济鱼类［18，19］。近年来对鲂鲌远缘杂交有过一些研究， 郑国栋等［20］、Xiao等［21］分别对团头鲂（♀）× 翘嘴鲌（♂）杂交品系的遗传特征、生长差异和生殖力进行了研究，钟泽洲［22］、何周玲［23］等则分别对翘嘴鳊及其亲本的肌间骨和肌肉营养成分进行了比较分析。本研究团队进行了翘嘴鲌（♀）和团头鲂（♂）的属间远缘杂交， 获得了鲌鲂杂交F1两性可育个体， 后经自交又得到两性可育的鲌鲂F2。初步试验表明， 其杂交子代偏杂食性， 体型优、生长快、抗逆强， 表现出明显的杂种优势［24，25］。翘嘴鲌肉质鲜嫩， 但肌间骨较多， 这不仅影响了鲜活鱼的食用， 也增加了精深加工的难度。为此， 本研究以鲌鲂F1、F2新型杂交鱼及其父母本为研究对象， 对其肌间骨的数目、形态和分布进行深入的比较分析， 以期探究通过远缘杂交育种技术手段， 对肌间骨较多的翘嘴鲌进行遗传改良的可能性， 为下一步培育较少肌间骨的新型杂交品种具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 实验材料

翘嘴鲌、团头鲂、鲌鲂F1和F2四种实验鱼均取自浙江省淡水水产研究所实验基地， 原始亲本经多年繁育选留， 翘嘴鲌来自浙江诸暨市， 团头鲂来自浙江德清县。为遵循育种过程采用的原始亲本，本实验的翘嘴鲌均为雌性， 而团头鲂全部为雄性，鲌鲂F1、F2则不区分性别， 样本数均为10尾， 4种鱼的规格和外形见图 1和表 1。

1.2 肌间骨的解剖和形态观察

在对实验鱼的外部形态特征进行常规测量之后， 取医用纱布包裹鱼体， 在不锈钢锅中蒸煮25—30min左右， 冷却5min后除去纱布， 并用镊子小心剥离鱼皮。肌间骨的形态分布和肌肉组织划分相互关联， 以椎骨为界分背腹两部分， 以腹腔后缘为界分前后两部分， 划分为躯干部轴上肌、尾部轴上肌、躯干部轴下肌、尾部轴下肌4个区域［14］。从左躯轴上开始， 依次按照左躯轴上、左尾轴上、左躯轴下、左尾轴下的顺序， 对鱼体进行解剖， 小心剔除肌肉， 取出肌间刺， 并在摄影背景纸按鱼体中的顺序位置依次排列， 右侧类同。最后用 Canon EOS 5D Mark II单反相机对排列好的肌间骨进行拍照并进行图片处理。

2 结果

2.1 肌间骨数目的比较分析

由表 2可知， 翘嘴鲌的肌间骨数目最多， 为134—139， 平均为136.8根； 团头鲂肌间骨数目最少，为121—129， 平均为124.2根； 鲌鲂F1、F2介于父母本之间， 其中鲌鲂F1肌间骨数目为129—134， 平均为131.6根， 鲌鲂F2肌间骨数目为127—133， 平均为130.1根。SPSS软件统计分析显示: 翘嘴鲌与团头鲂的肌间骨数目差异显著（P＜0.05）； 鲌鲂F1、F2与母本翘嘴鲌和父本团头鲂的肌间骨数目均差异显著（P＜0.05）； 而鲌鲂F1和F2之间的肌间骨数目差异不显著（P＞0.05）。

图 1 鲌鲂F1、F2及其父母本的外形Fig. 1 The morphology of H-F1， H-F2and their parents

表 1 鲌鲂F1、F2及其父母本的规格Tab. 1 The size of H-F1， H-F2and their parents

对每一肌节的平均肌间骨数统计结果表明， 鲌鲂F1每一肌节所含肌间骨数目最多， 为0.8024； 鲌鲂F2最少， 为0.7744； 翘嘴鲌和团头鲂介于鲌鲂F1和F2之间， 分别为0.7953和0.7763。通过SPSS软件统计分析显示， 鲌鲂F1与F2、翘嘴鲌与团头鲂之间每一肌节所含肌间骨数差异显著（P＜0.05）； 同时， 鲌鲂F1与父本团头鲂、鲌鲂F2与母本翘嘴鲌之间每一肌节所含肌间骨数差异显著（P＜0.05）。

2.2 肌间骨形态的比较分析

4种实验鱼肌间骨形态见图 2， 各种形态肌间骨数目和占比见图 3。

表 2 鲌鲂F1、F2及其父母本的肌间骨数目Tab. 2 The number of IBs of H-F1， H-F2and their parents

图 2 鲌鲂F1、F2及其父母本7种形态肌间骨的形态学观察Fig. 2 The morphology of the 7 types of intermuscular bone of H-F1， H-F2and their parents

鲤科鱼类含有髓弓小骨和脉弓小骨， 不存在椎体小骨。结果表明， 4种鱼均含有髓弓小骨和脉弓小骨， 未发现椎体小骨。参照吕耀平等［8］对其形态的7种类型的分类标准， 在所检测的样本中， 3尾翘嘴鲌的髓弓小骨含有全部7种类型肌间骨， 其余7个个体分别有“Y”形、两端两叉形、一端多叉形和树枝形等一种或几种类型肌间骨缺失， 其脉弓小骨则全部缺失树枝形肌间骨， 但只缺失树枝形一种类型的个体有3尾， 其余均不同程度缺失2—3种类型的肌间骨， 其中一端多叉形和两端多叉形为最多； 团头鲂的髓弓小骨除1尾外， 其余均含有7种类型的肌间骨， 而其脉弓小骨均全部缺失树枝形肌间骨， 但只缺失树枝形一种类型的个体有4尾， 其余均不同程度缺失2—3种类型的肌间骨， 其中一端多叉形和两端多叉形为最多； 鲌鲂F1的髓弓小骨除4尾缺失“Y”型肌间骨之外， 其余均含有7种类型肌间骨， 而其脉弓小骨全部缺失树枝形肌间骨， 其中的4尾还同时缺失两端多叉形肌间骨； 鲌鲂F2的髓弓小骨7种类型肌间骨均含有， 而脉弓小骨全部缺失树枝形肌间骨， 其中的5尾还同时缺失一端多叉形和两端多叉形肌间骨。综上所述， 本研究的4种鱼均含有全部类型的7种形态肌间骨， 其数量除“Y”形和“两端两叉型”形外均介于父母本之间， 且同种鱼7种类型肌间骨数目差异较大。同时， 4种鱼脉弓小骨均较髓弓小骨简单， 且脉弓小骨大部分为“I”形、“卜”形、“Y”形三种简单形态的肌间骨， 占脉弓小骨总数均超过70%。

图 3 鲌鲂F1、F2及其父母本7种形态肌间骨数目（A）和占比（B）Fig. 3 The number （A） and proportion （B） of 7 types of intermuscular bones in H-F1， H-F2and their parents

本研究进一步提出将肌间骨的7种形态归纳为简单型（“I”形、“卜”形和“Y”形）、中间型（一端多叉形和两端两分叉形）和复杂型（两端多叉形和树枝形）三大类型。结果表明， 鲌鲂F1、F2简单型和复杂型肌间骨数目和占比介于母本翘嘴鲌和父本团头鲂之间， 中间型均高于父母本； 而鲌鲂F2与F1相比， 简单型和中间型肌间骨占比呈小幅上升， 而复杂型肌间骨则呈小幅的下降（图 4）。SPSS统计分析表明，鲌鲂F1、F2之间简单型肌间骨差异不显著， 而均与父母本差异显著（P＜0.05）； 4种鱼的中间型肌间骨差异均不显著； 鲌鲂F1的复杂型肌间骨与翘嘴鲌差异显著（P＜0.05）， 而鲌鲂F2与F1、父母本差异均不显著。

2.3 肌间骨在鱼体不同部位的分布

4种鱼肌间骨在鱼体的分布情况见图 5—8。由图可知， 4种实验鱼肌间骨在鱼体的躯体轴上、躯体轴下、尾部轴上和尾部轴下均有分布， 但其形态和数目各异； 肌间骨在鱼体的排列形式遵循从复杂到简单的顺序， 较为复杂的一端斜向前方， 由前向后有秩序地埋藏于大侧肌的各个肌节之间。

4种实验鱼左右两侧肌间骨数目不完全相等，但总体上数目较为接近， 与父母本相比， 鲌鲂F1和F2左右两侧肌间骨数目则更为接近； 左右两侧肌间骨的形态不完全对称， 但是大致趋于一致； 不同部位的肌间骨数目也有差异， 躯干部轴上肌的肌间骨数目最多， 而躯干部轴下肌的肌间骨最少， 主要分布在靠近腹腔后缘与尾部过渡的区域， 尾部轴上和轴下则较为接近， 鲌鲂F1和F2躯体两侧轴上/轴下肌肌间骨均较翘嘴鲌有所减少， 而尾部两侧轴上/轴下肌有所增加， 即鲌鲂杂交鱼的肌间骨更集中于尾部， 同时， 鲌鲂F2与F1相比躯体轴下肌的肌间骨则进一步有所减少， 详见表 3和图 9。

3 讨论

图 4 鲌鲂F1、F2及其父母本3种类型肌间骨数目（A）和占比（B）Fig. 4 The number （A） and proportion （B） of 3 types of intermuscular bones in H-F1， H-F2and their parents

图 5 翘嘴鲌肌间骨的形态学观察Fig. 5 Intermuscular bone morphology of C. alburnus

图 6 团头鲂肌间骨的形态学观察Fig. 6 Intermuscular bone morphology of M. amblycephala

图 7 鲌鲂F1肌间骨的形态学观察Fig. 7 Intermuscular bone morphology of H-F1

图 8 鲌鲂F2肌间骨的形态学观察Fig. 8 Intermuscular bone morphology of H-F1

表 3 鲌鲂F1、F2及其父母本各部位不同形态类型肌间骨数目（仅统计鱼体左侧）Tab. 3 The number of various types of IBs in the left side of H-F1， H-F2and their parents

图 9 鲌鲂F1、F2及其父母本不同部位肌间骨的分布Fig. 9 Distribution of intermuscular bones in H-F1， H-F2and their parents in different parts

鲌鲂杂交鱼呈现出肌间骨持续减少趋势。翘嘴鲌为凶猛肉食性鱼类， 具有生长快速、肉质细嫩、体形优美等优点， 但存在着饲料成本高、鳞片细小易脱落而不耐操作等诸多不足； 而团头鲂为草食性鱼类， 具有饲料成本低、鳞片大不易脱落而耐操作等优点。因属间杂交可以把不同种、属的特征、特性结合起来， 使杂交后代的表现型和基因型都发生改变， 突破种属界限， 扩大遗传变异， 从而创造出更符合人类经济效益的新类型或新物种［24］。我们通过鲌鲂属间的远缘杂交， 获得了具有体形优（趋纺锤形， 体型更加美观， 游泳能力增强）、生长快（产量较翘嘴鲌增加30%以上）、食性广（摄食广， 苗种更易驯化， 膨化料和沉性料均可摄食）、抗逆强（鳞片大不易脱落， 耐操作能力增强）等优良特性的新型杂交鱼。本研究结果进一步表明， 鲌鲂属间远缘杂交获得的鲌鲂F1和F2在肌间骨总数、复杂型肌间骨数目和躯体轴下肌肌间骨数目均较母本翘嘴鲌有所减少， 同时鲌鲂F2较F1还具有一个下降的趋势， 而鲌鲂F2则更进一步在每一肌节的平均肌间骨数上比父母本和鲌鲂F1均有所减少， 表现出一种肌间骨持续减少、有利于提高食用品质和精深加工的优势， 兼具体形优、生长快、食性广、抗逆强等集合双亲优良特性于一身的新型杂交鱼， 为培育无肌间骨或少肌间骨的选育提供了一个新的遗传改良方法。

4种鱼含有全部7种形态的肌间骨， 且均为鲤科鱼类的常见类型。蒋燕等［26］发现从海鲢总目开始出现椎体小骨， 到鲱形总目明显减少， 到了骨鳔总目的鲤形目、脂鲤目和鲇形目， 均未发现椎体小骨，本研究4种鱼均不具有椎体小骨印证了该结果。而与董再杰等［14］的认为鲤科鱼类的几种鱼都含有全部三类肌间骨的研究结果不一致。鱼类的肌间骨形态表现出多样性［27］， 而有关肌间骨的形态分类，最早由孟庆闻等［9］将鲢的肌间骨归纳为 “I”形（前后端无大的分叉而略有分支）、“卜”形（两端稍分叉）、“Y”形和树枝形（粗短且两端分支颇多）4种。董再杰等［14］认为肌间骨分为“I”形和“Y”形， 其余均是在这两种类型的基础上分化形成的。而吕耀平等［8］则根据其复杂程度， 将其系统地归纳为“I”形、“卜”形、“Y”形、一端多叉形、两端两分叉形、两端多叉形和树枝形7种类型。本文采用吕耀平等［8］的分类方法对4种鱼的肌间骨进行形态统计， 分析显示4种鱼均含有全部7种类型肌间骨， 但种内个体间所含肌间骨类型和数目并不完全一致， 或多或少存在一种或几种肌间骨的缺失。另外， 吕耀平等［8］认为低等真骨鱼类髓弓小骨的演化表现为两个途径:①“I”形—“卜”形—“Y”形—一端多叉形； ②“I”形—“卜”形—“Y”形—两端两叉形—两端多叉形—树枝形。且在鲢、鳙（Hypophthalmichthys nobilis Richardson）、翘嘴鲌和草鱼中存在两端两叉型而没有一端多叉型， 表明第2种演化方向有更大的可能性。而本研究4种鱼髓弓小骨存在一端多叉形肌间骨， 这将为低等真骨鱼类的肌间骨演化途径提供新的证据和补充； 同时， 本研究的4种鱼“卜”形肌间骨比例均超过了15%， 可认定为鲤科鱼类的一种常见的肌间骨类型， 与吕耀平等［8］认为的“卜”形肌间骨在鲤科鱼类很少出现， 在演化进程中是一种过渡类型的观点不一致。

鲌鲂F2躯体轴下肌肌间骨的进一步减少， 可能与鲌鲂F2体型更为接近鲂型有关。本研究4种鱼肌间骨在鱼体的分布遵循由复杂到简单的排列形式，左右两侧肌间骨的数目不完全相等， 形态也不完全对称分布， 但基本趋向于一致， 由此可见， 鱼类的肌间骨分布并不像椎骨和肋骨那样有规律。同时， 本研究发现， 鲌鲂F1和F2躯体两侧轴上/轴下肌肌间骨均较翘嘴鲌有所减少， 而鲌鲂F2与F1相比躯体轴下肌肌间骨则进一步减少。为此， 我们对鲌鲂F1和F2进了行形态学测量， 分析发现鲌鲂F1的体长/体高平均为3.28， 而鲌鲂F2则为3.09， 更偏向于团头鲂体型（鲂型）， 因此， 鲌鲂F2躯体轴下肌肌间骨的进一步减少， 可能与鲌鲂F2体型更为接近鲂型有关。

吕耀平等［8］提出鱼类的肌间刺可能是一种已经没有实际功能的进化痕迹器官， 马良骁等［28］认为由于高等真骨鱼类并无肌间刺， 所以鱼类有无肌间刺对其本身生命活动无影响有极大的可能性， 而万世明等［16］认为肌间骨形成之前抑制其骨化出现， 理论上不会对鱼体主要骨骼的分化发育与生长产生影响， 徐晓锋等［17］则进一步证明了草鱼肌间刺的发育和骨化有不同于脊椎骨和附肢骨的发育遗传调控机制， 其并不是草鱼支撑和运动所必需的结构， 通过现代生物技术可以人工培育淡水主养鱼类的无肌间刺品种。而随着斑马鱼（Danio rerio Hamilton）［29］、鲤［30］等有肌间刺鱼类和大西洋鲑（Salmo salar Linnaeus）、青鳉（Oryzias latipes Temminck & Schlegel）［31］、尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus Linnaeus）、菊黄东方鲀（Takifugu flavidus Li， Wang et Wang）［32］、半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis Gunther）［33］等无肌间刺鱼类相继完成了全基因组测序， 以及基因沉默、基因敲除和荧光蛋白技术［34—37］在斑马鱼上的成功运用， 预示着水产动物遗传改良的分子设计育种的时代已经到来， 这对进一步探究肌间骨形成的分子调控机制打下坚实的基础。未来可以尝试采用传统杂交选育结合现代生物技术等方法研究培育出肌间刺更少、食用品质更高的新品种。

致谢：

感谢浙江省淡水水产研究所曹铮老师在肌间骨图片拍摄， 李飞、陈雪峰助理研究员对数据分析提供的帮助。

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COMPARATIVE ANALYSIS OF INTERMUSCULAR BONES IN HYBRID F1， F2OF （C. ALBURNUS） （♀） × （M. AMBLYCEPHALA） （♂） AND ITS PARENTS

JIANG Wen-Ping1， JIA Yong-Yi1， LIU Shi-LI1， Li Qian1， LI-Ting2and GU Zhi-Min1
（1. Agriculture Ministry Key Laboratory of Healthy Freshwater Aquaculture， Key Laboratory of Freshwater Aquatic Animal Genetic and Breeding of Zhejiang Province， Zhejiang Institute of Freshwater Fisheries， Huzhou 313001， China； 2. The Center for Applied Aquatic Genomics， Chinese Academy of Fishes Sciences， Beijing 100141， China）

To study the intermuscular bone （IB） of the new hybrid strain of （female C. alburnus） × （male M. amblycephala）， we analyzed the number， morphology， and distribution of IB in four fishes including topmouth culter （C. alburnus） （Abbr.CA）， blunt nose bream （M. amblycephala） （Abbr.MA）， F1hybrid of female C. alburnus） × （male M. amblycephala ） （Abbr.H-F1） and self-crossing of F1hybrid of （female C. alburnus） × （male M. amblycephala） （Abbr.HF2）. The results indicated that CA had the largest number of IBs ranged from 134 to 139 （=136.8）， and the MA has the fewest number of IB ranged from 121 to 129 （=124.2）， and the number of IBs in H-F1and F2were at the middle level， which were ranged from 129 to 134 （=131.6） and 127 to 134 （=130.1）， respectively. The average number of IBs in H-F1， F2and CA， MA was significant difference （P＜0.05）. The average number of IBs were 0.8024 （H-F1），0.7953 （CA）， 0.7763 （MA） and 0.7744 （H-F2）. There are seven shape categories of the IBs， including non-forked （I），one-end-unequal-bi-fork （卜）， one-end-equal-bi-fork （Y）， one-end-multi-fork， two-end-bi-fork， two-end-multi-fork and tree-branch types. The number of epineural bone was bigger and more complex than epipleural bone. The number and shape of IB were similar but not equal between the left and right sides of the body. The morphology of IBs in the anterior was more complexed than that in the posterior of the body. Compared with the maternal， all the four strains significantly reduced the total number of IBs， the average number of IBs in each sarcomere and the trunk under the axis muscle， which greatly improved the eating quality of the fish. These results imply that intergeneric hybridization of CA and MA would gain new strains with fewer IBs， high eating quality and graceful form.

Hybrid F1； Hybrid F2； Intermuscular bone； Morphology； Distant Hybridization

10.7541/2016.38

Q954.6

A

1000-3207（2016）02-0277-10

2015-07-17；

2015-12-19

浙江省农业新品种选育重大科技专项（2012C12907-7， 2012C12907-9）资助 ［Supported by Major Science and Technology Specific Projects of Zhejiang Province （2012C12907-7， 2012C12907-9）］

蒋文枰（1983—）， 男， 福建漳平人； 硕士， 助理研究员； 主要从事水产种质资源与新品种选育研究。

E-mail: jordanping23@gmail.com

顾志敏（1963—）， 男， 浙江安吉人； 本科， 研究员； 主要从事水产种质资源与新品种选育研究。E-mail: guzhimin2006@163.com