乌鳢和杂交鳢4种同工酶的比较研究

张龙岗，刘羽清，朱树人 杨玲，付佩胜，朱永安

山东省淡水渔业研究院，山东省淡水水产遗传育种重点实验室，山东济南250117

乌鳢和杂交鳢4种同工酶的比较研究

张龙岗，刘羽清，朱树人 杨玲，付佩胜，朱永安

山东省淡水渔业研究院，山东省淡水水产遗传育种重点实验室，山东济南250117

通过聚丙烯酰胺垂直梯度电泳法研究了乌鳢(Ophicephalusargus)和杂交鳢(O.argus(♂)×O.maeulata(♀))6种组织中乳酸脱氢酶(LDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)、乙醇脱氢酶(ADH)和过氧化物酶(POD)的表达情况。结果表明：乌鳢和杂交鳢4种同工酶在6种组织中均表现出一定的组织特异性，同时在某些同工酶谱中也表现出一定的品种差异性，如MDH和ADH，可作为2种鱼的辨别手段之一。

乌鳢(Ophicephalusargus)；杂交鳢(O.argus(♂)×O.maeulata(♀))；同工酶；电泳

乌鳢(Ophicephalusargus)又名黑鱼、生鱼、鳢鱼、才鱼等，属鲈形目鳢科。乌鳢在我国主要分布于长江流域以及北至黑龙江一带。它生性凶猛，繁殖力强、肉质鲜美、营养价值高，深受广大养殖户和消费者喜爱，如今乌鳢在国内已成为特种养殖品种之一。杂交鳢为斑鳢(♀)×乌鳢(♂)的杂交子一代，与传统乌鳢养殖相比，杂交鳢抗病力强、生长速度快、耐低温低氧(O.maealata)、全程摄食人工配合饲料，受到广大养殖户的欢迎。

鱼类的同工酶研究始于20世纪60年代[1]，后来被广泛应用于鱼类的物种鉴定、群体遗传特性、杂交育种等方面的研究[2，3]。为了更深入地了解乌鳢和杂交鳢在生化遗传特性上的差异，本研究利用聚丙烯酰胺垂直梯度凝胶电泳法对乌鳢和杂交鳢的眼、肌肉、心脏、脾、肝和肾共6种组织中的乳酸脱氢酶(LDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)、乙醇脱氢酶(ADH)和过氧化物酶(POD)等4种同工酶进行了研究，旨在探讨乌鳢和杂交鳢在生化遗传水平上的差异以及4种同工酶在不同组织中表达的组织差异性，为其遗传改良和品种鉴定提供参考依据。

1 材料与方法

1.1材料

实验所用乌鳢采自微山湖野生种群，共计5尾，体长23～30cm，体重220～330g。杂交鳢采自微山县特种水产养殖试验场，为斑鳢(♀)×乌鳢(♂)杂交子1代，共计5尾，体长28～31cm，体重280～310g。

1.2方法

1.2.1样品制备

将乌鳢和杂交鳢采用丁香酚麻醉后，低温下分别迅速取其脾脏(p)、背部肌肉(j)、心脏(x)、肝脏(g)、眼睛(y)和肾脏(s)，置4℃冰箱中预冷的生理盐水中，洗净血水后，用滤纸吸去多余水分，称重后置冷冻过的研钵中用剪刀剪碎，然后加入3倍体积(m/v)的4℃冰箱中预冷的0.05mol/L的Tris-HCl(pH8.8)缓冲液，置冰浴中研磨，研磨成浆后用移液枪吸入EP管中，4℃ 15000r/min离心30min，取上清液加入等体积的40%蔗糖溶液，置-20℃冰箱中保存备用。

1.2.2电泳及染色

采用聚丙烯酰胺垂直梯度凝胶电泳法，4种同工酶的编号、缓冲系统和凝胶浓度如表 1所示，电泳在4℃展示柜中进行。4种同工酶的染色参照文献[4～6]的相关方法并适当调整改进，4种同工酶的命名和分析采用文献[7～9]的方法，以各酶带的相对迁移率(Rf)从小到大依次命名并顺序编号。

表1 4种同工酶的编号、缓冲系统和凝胶浓度

2 结果与分析

2.1乳酸脱氢酶(LDH)的表达

乌鳢和杂交鳢的LDH电泳图谱如图1所示。由图1可见，乌鳢和杂交鳢的乳酸脱氢酶表达基本一致，6种组织中一共表达出5条迁移速率不同的酶带，有较强的组织差异性。其中，肾脏和脾脏中共表达出5条酶带,心脏、肝脏和眼睛中表达出3条酶带，眼睛和心脏中只表达出2条酶带，肝脏中表达出4条酶带，肌肉中只表达出2条酶带。都以LDH-1表达量最多。乌鳢和杂交鳢LDH同工酶在各组织中的表达基本相同。

W.乌鳢，Z.杂交鳢；j.肌肉，s.肾脏，g.肝脏，y.眼睛，p.脾脏。图2～4同。图1 乌鳢和杂交鳢不同组织中LDH酶的表达图谱

2.2苹果酸脱氢酶(MDH)的表达

乌鳢和杂交鳢MDH的电泳图谱如图2所示。由图2可见，乌鳢的MDH在心脏、肝脏和肾脏中表达出4条酶带,在肌肉和眼组织中表达出2条酶带,脾脏中表达出3条酶带。而杂交鳢肌肉组织中表达出3条带，不同于乌鳢肌肉组织。肝脏和心脏中同样表达出4条酶带，脾脏和眼组织中表达出2条酶带，而肾脏表达出 3条酶带。可见，乌鳢和杂交鳢MDH同工酶在6种组织中的表达具有明显的组织特异性，同时也存在着物种特异性。另外，MDH在杂交鳢中表达量要高于在乌鳢中的表达量。

图2 乌鳢和杂交鳢不同组织中MDH酶的表达图谱

2.3乙醇脱氢酶(ADH)的表达

乌鳢和杂交鳢ADH的电泳图谱如图3所示。由图3可见，乌鳢和杂交鳢中ADH的表达均具有明显的组织特异性，且在相同组织中，乌鳢的表达量要高于杂交鳢的表达量。另外，乌鳢和杂交鳢相同组织中ADH的表达酶谱基本相似。肾脏和心脏中表达出2条酶带，肝脏和脾脏中只表达出1条酶带，而肌肉和眼睛中没有表达。

图3 乌鳢和杂交鳢不同组织中ADH酶的表达图谱

2.4过氧化物酶(POD)的表达

一般认为乌鳢POD是由2个位点控制的四聚体酶。乌鳢和杂交鳢不同组织的POD电泳图谱如图4所示。由图4可见，乌鳢和杂交鳢6种组织中POD酶谱共检测到3～6条酶带，其中肝脏中POD表达为6条谱带，而肌肉、肾脏、心脏及脾脏中均具有3条酶带；眼睛中检测到4条酶带。

3 讨论

对乌鳢和杂交鳢6种组织中LDH、ADH、MDH和POD的研究发现，乌鳢和杂交鳢4种同工酶在6种组织中均表现出了一定的组织特异性，同时在某些同工酶谱中也表现出一定的品种差异性，有的甚至很明显。如：杂交鳢肌肉组织中表达出3条带，而乌鳢肌肉组织中只表达出2条酶带；POD-1酶带只在肝脏中有表达，而ADH-2酶带在乌鳢脾脏中表达，在杂交鳢脾脏中则不表达。此外，乌鳢和杂交鳢的相同组织中的各种酶的表达强度也存在差异。同工酶基因的表达与物种和个体发育阶段相关，基因的差别表达决定了不同品种、不同个体的发育过程[10]。

杂交子代基因的表达通常有父母本基因的同步表达、非同步表达和单方亲本的基因表达等，当种间同工酶的迁移率相同而活性不同时，杂交子代的同工酶活性常介于两亲本之间[11]。本研究中，乌鳢和杂交鳢4种同工酶在6种组织中均表现出了一定的组织特异性，同时杂交鳢的同工酶表达和乌鳢比较也稍有差异，从这一点上来看，基本符合上述规律。刘凯等[12]研究了杂交鳢及其亲本不同组织的同工酶表达情况，发现LDH和MDH 2种同工酶在各自群体内具有明显的组织特异性，其杂交后代亲本有一定的相似性，在同工酶酶谱中出现了互补带和杂交带，他认为符合杂交育种的一般规律。这与本研究结果也基本一致。但也存在差异，造成差异的原因是多方面的。如试验样品取自不同的地理种群，由于其生长环境不同，不同的地理种群产生的蛋白质会在种类和表达量上发生变化以进行不同的生态适应。此外，由于凝胶浓度、缓冲系统、电泳条件以及染色方法的不同，不同的电泳方法可产生不同的电泳图像，也会导致不同的分析结果[13]。

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[4]周延清,杨清香.生物遗传标记与应用[M].北京:化学工业出版社,2008.

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[6]郭尧君.蛋白质电泳实验技术[M].北京:科学出版社,1999:70～78.

[7]熊全沫.鱼类同工酶谱分析(上)[J].遗传,1992，14(2):41～44.

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[13]徐成，王可玲，尤锋，等.鲈鱼群体生化遗传学研究Ⅰ同工酶的生化遗传分析[J].海洋与湖沼，2001，31(1)：42～48.

2017-05-08

山东省农业良种工程项目；山东省现代农业产业技术体系育种岗位项目(SDAIT-12-01)。

张龙岗(1982-)，男，硕士，助理研究员，主要从事鱼类遗传育种研究，zlg-0302@163.com。

[引著格式]张龙岗,刘羽清,朱树人,等.乌鳢和杂交鳢4种同工酶的比较研究J.长江大学学报(自科版) ，2017，14(18)：33～36.

Q959.481；Q55

A

1673-1409(2017)18-0033-04

[编辑] 余文斌