棘头梅童鱼染色体核型分析*

2019-08-05 09:47梁述章蒋科技马凌波
渔业科学进展 2019年4期
关键词:核型数目鱼类

梁述章 宋 炜 蒋科技 谌 微 李 羽 马凌波

棘头梅童鱼染色体核型分析*

梁述章1,2宋 炜1,2①蒋科技1,2谌 微1李 羽1,2马凌波1

(1. 农业农村部远洋与极地渔业创新重点实验室 中国水产科学研究院东海水产研究所 上海 200090; 2. 上海海洋大学水产与生命学院 上海 201306)

以棘头梅童鱼()为实验材料,经胸腔注射植物血球凝集素(PHA)和秋水仙素,取其头肾组织,进行低渗、固定,采用空气干燥法制片,吉姆萨染液染色,观察棘头梅童鱼染色体核型和特征。结果显示,棘头梅童鱼染色体数目为2=48,占所观察分裂相的83.3%;核型公式为2=48t,染色体臂数NF为48,染色体相对长度范围为(5.694±0.514)~(3.039±0.161),属于鲈形目原始核型,且符合典型的高位类鱼类核型特征。研究中未发现与性别相关的异型染色体、次缢痕及随体等。本研究为棘头梅童鱼的细胞遗传学研究提供了基础资料,并为其种质鉴定提供参考数据。

棘头梅童鱼; 染色体; 核型

棘头梅童鱼()属鲈形目(Perciformes)、石首鱼科(Sciaenidae)、梅童鱼属(),是近海常见的底栖性小型经济鱼类,广泛分布于黄渤海、东海和南海(朱元鼎等, 1963b; 宋炜等, 2017)。棘头梅童鱼是大黄鱼、小黄鱼、带鱼、乌贼等主要经济鱼类的重要饵料,在海洋生态系统食物链中扮演重要角色;其肉质细嫩可口,营养丰富,深受消费者的青睐,具有较高的经济价值和潜在的开发前景(吴常文等, 1991; Song, 2016)。

染色体是生物遗传信息的载体,特定的生物体具有特定数目、形态特征的染色体。研究鱼类的染色体,对研究鱼类的遗传变异规律、系统演化与分类、发育机制以及杂交育种等均有重要意义(周伯春等, 2009; Amores, 2014; 史宝等, 2017)。目前,国内外对棘头梅童鱼的研究主要集中在形态分类(朱元鼎等, 1963a; 区又君等, 2012)、资源评估(沈新强等, 2011; 胡艳等, 2015)、遗传分化(Song, 2014; 赵明等, 2015)和功能基因克隆(Song, 2016)等方面,有关棘头梅童鱼染色体的细胞遗传学研究报道仅见于Zhang等(2018)。本研究对棘头梅童鱼的染色体核型进行分析,旨在丰富棘头梅童鱼的细胞遗传学知识,同时,为棘头梅童鱼种质鉴定和我国石首鱼类系统演化研究提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验于2017年6月在福建宁德市富发水产有限公司进行,所用棘头梅童鱼体长为13~15 cm,体重为50~60 g,雌雄各6尾,活力良好。

1.2 染色体标本制备

将实验用鱼进行麻醉,于胸鳍基部注射植物血球凝集素(PHA),剂量为2 μg/g(鱼的体重)。注射后放回暂养池,6 h后在相同部位注射秋水仙素溶液,剂量为1 μg/g(鱼的体重)。分别在2 h和5 h后断尾放血10 min (每次雌雄各3尾),取头肾组织于烧杯中剪碎,加入适量生理盐水搅拌均匀后静置15 min,用吸管吸取上层细胞悬液,离心收集细胞。用0.075 mol/L KCl溶液低渗处理35 min,离心得到沉淀后,加入新鲜配制的卡诺氏固定液(甲醇∶乙酸=3∶1)固定3次(依次为30、20和10 min),每次固定后,离心弃去固定液,加入新鲜预冷的固定液4 ml。PHA及秋水仙素溶液均使用0.75%的生理盐水配制,棕色瓶避光保存。离心均为1500 r/min,5 min。

将沉淀轻轻吹打均匀后用干净的预冷冻玻片进行滴片,滴片高度为50 cm以上,滴片后迅速在酒精灯火焰上方短暂烘烤2次,室温自然干燥。干燥后的染色体玻片用吉姆萨染色液染色25 min。

1.3 核型分析

通过显微镜观察,选取染色体分散良好的中期分裂相进行染色体数目统计,显微照相记录,根据众数确定染色体数目。选取20个染色体数目完整、分散良好并且形态清晰的分裂相进行显微摄影、测量和分析。按照Levan等(1964)提出的标准进行核型分析,按臂比将染色体分为4组:(1) 中部着丝点染色体为m组,臂比为1.00~1.70;(2) 亚中部着丝点染色体为sm组,臂比为1.71~3.00;(3) 亚端部着丝点染色体为st组,臂比为3.01~7.00;(4) 端部着丝点染色体为t组,臂比≥7.00。m和sm型染色体的臂数为2,t和st型染色体的臂数为1,染色体相对长度=(单条染色体长度×2/全部染色体总长度)×100。

2 结果

2.1 染色体数目

镜检102个染色体分散良好的中期分裂相(图1),并进行计数统计。结果显示,染色体数目为48的有85个,占全部计数细胞的83.3%,据此确定棘头梅童鱼染色体数目2=48 (表1)。

表1 棘头梅童鱼染色体数目

Tab.1 The chromosome number of C. lucidus

2.2 染色体核型

选取20个数目完整、形态清晰且着丝点清楚的中期分裂相进行观察和测量,并计算其相对长度及臂比,结果见表2。棘头梅童鱼染色体臂比值均为∞,为端部着丝粒染色体(t型),相对长度范围为(5.694± 0.514)~(3.039±0.161)。棘头梅童鱼的核型公式为 2=48,48t,臂数NF=48;未发现异型性染色体、随体染色体和次溢痕(图1)。

表2 棘头梅童鱼染色体的相对长度和臂比值(平均值±标准差)

Tab.2 The relative length and arm ratio of chromosome C. lucidus (Mean±SD)

图1 棘头梅童鱼染色体中期分裂相(A)及核型(B)

3 讨论

近年来,随着海水鱼类养殖业迅速发展和研究深入,海水鱼类染色体核型的研究也不断增加。据报道,我国已有100多种海水鱼类染色体核型被研究分析,且多为我国近海水域的经济鱼类(赵金良, 2000; 卓孝磊等, 2007),其中,鲈形目种类最多。本研究参考众多鲈形目鱼类的染色体研究方法(全成干等, 2000; 尤峰等, 1998; 孟庆磊等, 2010; 黄永春等, 2011),确定低渗时间为35 min。由于棘头梅童鱼严重的应激反应,将PHA作用时间减短为6 h。秋水仙素浓度高、作用时间过长会使染色体有不同程度的皱缩现象,反之,又很难富集中期分裂相,为使用合适浓度和处理时间的秋水仙素处理,查阅石首鱼科的染色体研究资料(全成干等, 2000; 尤峰等, 1998; 王金星等, 1994),确定秋水仙素浓度为1 μg/g(鱼的体重),将秋水仙素的作用时间分为2 h和5 h。结果显示,2 h秋水仙素处理获得的染色体分裂相较理想。

表3 部分鲈形目海水鱼类的染色体核型

Tab.3 Karyotype of some marine fishes of Perciformes

小岛吉雄(1979)通过对鱼类染色体核型统计研究,在Gosline(1971)划分演化类群的基础上,将真骨鱼分为低位类、中位类和高位类三个演化类群,高位类群的染色体数目分布收敛,在42~48的范围内,峰值2=48,M型染色体(m型和sm型)少,A型染色体(t型和st型)多,且主要为端部着丝粒染色体(t型),臂比少。棘头梅童鱼染色体数目为2=48,且全部为t型染色体,NF=48,符合典型的高位类群核型特征。王德祥等(2006)认为在特定的演化类群中,染色体数目2=48且全部为t或st染色体的是原始核型,由此判定,棘头梅童鱼染色体在进化上也属于原始核型。已有核型报道的海水鱼类中,符合原始核型的海水鱼类有64种,其中,鲈形目45种,2=48t的有25种,占55.6%,说明鲈形目海水鱼类核型相对稳定,大部分属于高位类群原始核型,与鲤形目等臂比多且A型染色体比例低的低位类群核型存在显著差异(蒋进等, 2009),这可能与海洋鱼类生活的环境较为稳定有关,故多数鱼类保持着原始核型。

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Karyotype Analysis of

LIANG Shuzhang1,2, SONG Wei1,2①, JIANG Keji1,2, CHEN Wei1, LI Yu1,2, MA Lingbo1

(1. Key Laboratory of Oceanic and Polar Fisheries, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, East China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 200090; 2. College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306)

In this study, the metaphase chromosomes ofwere obtained from kidney tissue by the method of PHA and colchicine injection-air drying method. The experimental fishes were taken from Ningde coast of China. Because of their strong stress, we adjusted the drug treatment time (PHA: 6 h; Colchicine: 2 h, 5 h). In order to identify whether there were heteromorphic chromosomes, we separated the female from the male. The results showed that there were 48 chromosomes inand its karyotype formula was 2=48t, NF=48. The relative length of chromosome was in the range of (5.694±0.514)~(3.039±0.161), which suggested thatwas in accordance with the original karyotype of perciformes and the higher group of fish evolutionary taxonomy. Sex chromosome, satellite chromosome and secondary constrictions were not found inThis study provides basic data for cytogeneticsand germplasm identification for.

; Chromosome; Karyotype

SONG Wei, E-mail: swift83@sina.com

S917.4

A

2095-9869(2019)04-0172-06

10.19663/j.issn2095-9869.20180425002

* 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(东2018Z01)和国家种质平台项目(DKA30470)共同资助 [This work was supported by Central Public-Interest Scientific Institution Basal Research Fund (East 2018Z01), and National Infrastructure Project of Germplasm Resources (DKA30470)]. 梁述章,E-mail: szlianglst@163.com

宋 炜, 副研究员, E-mail: swift83@sina.com

2018-04-25,

2018-06-25

梁述章, 宋炜, 蒋科技, 谌微, 李羽, 马凌波. 棘头梅童鱼染色体核型分析. 渔业科学进展, 2019, 40(4): 172–177

Liang SZ, Song W, Jiang KJ, Chen W, Li Y, Ma LB. Karyotype analysis of. Progress in Fishery Sciences, 2019, 40(4): 172–177

(编辑 冯小花)

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