金黄色乌鳢染色体核型分析

毛雷刚，张志山，朱树人*，朱永安，张龙岗，安丽

（1.上海海洋大学水产与生命学院，上海 201306；2.山东省淡水渔业研究院，山东 济南 250013）

染色体作为遗传物质的主要载体，承担着遗传信息的存储、复制、传递等功能。研究鱼类染色体对探讨鱼类的遗传、分类、种群进化、性别分化、杂交育种及基因定位等方面均有重要意义。染色体研究是遗传育种工作的基础，到目前为止，学者们已对约2 000种鱼类进行了染色体相关分析。金黄色乌鳢是繁育过程中发现的白化突变体，因其金黄色体表及粉红色眼球，具有较高的观赏价值和经济价值。然而，目前尚未见金黄色乌鳢染色体组型的相关研究报道。现对金黄色乌鳢进行了染色体核型分析，以期了解其细胞遗传学特性，为深入开展金黄色乌鳢良种选育提供理论参考和科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

金黄色乌鳢取自山东省淡水渔业研究院试验基地（莒县）。2021年3月，选择体表无伤、无畸形的健壮个体6尾，体质量为150～200 g。

1.2 染色体标本制备

参照林义浩活体注射植物血球凝集素（PHA）的方法，并稍作改进，向每尾鱼腹腔中注射体质量含量为10μg/g的PHA，继续饲养22 h后以5μg/g的含量注射秋水仙素。3 h后，断尾放血，解剖取出头肾，用生理盐水洗涤干净后置于培养皿内，用手术剪充分剪碎，加入0.075 mol/L的氯化钾（KCL）低渗溶液吹打均匀，在37℃水浴条件下低渗处理40 min。将低渗溶液1 000 r/min离心10 min，弃上清液，加入适量现配卡诺氏固定液[（甲醇）∶（冰醋酸）=3∶1）]混匀，静置固定30 min后，1 000 r/min离心10 min，弃上清液，重复进行3次。经3次固定后弃上清液，重新加入少量现配固定液，吹打均匀制成悬液。采用冷片法滴片，自然风干后，用10%Giemsa染液染色20 min，纯水冲洗、晾干后进行镜检。

1.3 染色体组型分析

将制备好的染色体标本在高倍显微镜下观察，选取100个处于中期分裂相、分散良好的染色体组进行统计，确定染色体数目，从中挑选10个清晰、无重叠且分裂相完整的染色体进行拍照。利用Photoshop软件处理图片并测量。参照Levan等的标准对染色体进行配对及分类，计算金黄色乌鳢染色体的相对长度、臂比等基本参数。其中m和sm型染色体的臂数=2；st和t型染色体的臂数=1。相关计算公式如下：

（1）臂比=长臂/短臂；

（2）染色体相对长度（%）=（每条染色体长度×2/全部染色体长度总和）×100。

2 结果与分析

2.1 染色体数目统计

在显微镜下对金黄色乌鳢100个细胞的中期分裂相进行计数，得到其染色体数目（表1)。染色体众数为48，占总数的82%。染色体数目为47、49的比例分别为3%和2%；染色体数目≤46及≥50所占的比例分别为8%和5%。因此，确定金黄色乌鳢的染色体数目2=48。

表1 金黄色乌鳢的染色体数目统计

2.2 染色体组型分析

金黄色乌鳢各染色体的相对长度及臂比见表2。结果显示，金黄色乌鳢具有24对染色体，其中2对为亚中部着丝粒染色体（sm）、11对为亚端部着丝粒染色体（st）、11对为端部着丝粒染色体（t）。组型公式为：2=4 sm+22 st+22 t。臂数：=52。金黄色乌鳢的中期染色体分裂相和核型图谱见图1。

表2 金黄色乌鳢染色体相对长度及臂比①

图1 金黄色乌鳢中期染色体分裂相及其核型

3 讨论

染色体核型分析主要研究物种细胞核内染色体的数目及各染色体的形态特征。不同类群生物的染色体结构不同，即使同一生物类群的不同物种，其染色体大小、形态、数目也会有所不同。染色体的结构特征在一定范围内能够反映生物的演化和类群及物种间的亲缘关系，并且对种间杂交和多倍体育种结果的预测、鉴定、性别遗传机理等均有重要的参考价值。

本试验结果表明，金黄色乌鳢染色体数目2=48，其中包含2对亚中部着丝点染色体（sm），11对亚端部着丝点染色体（st），11对端部着丝点染色体（t），核型公式为2=4 sm+22 st+22 t。有研究表明，染色体组型的真骨鱼类中,只有约100种具有性染色体，这说明大部分鱼类还没有进化到具有性染色体机制的程度。本试验中也没有观察到异形性染色体的存在。

在我国有三种比较常见的鳢科鱼类，分别为乌鳢、斑鳢和月鳢，其染色体核型统计如表3。从表中可以看出，金黄色乌鳢的染色体不同于月鳢和斑鳢，染色体核型特征及臂数与乌鳢相同。金黄色乌鳢与乌鳢除体色外各方面没有明显的区别，这证实了金黄色乌鳢不属于单独的亚种而是普通体色乌鳢的变异种。白化现象普遍存在于自然界中，从腔肠动物到哺乳动物均发现有白化现象。动物的白化现象是动物体内黑色素缺乏或黑色素生成具有障碍导致的一种体色异常病，推测金黄色乌鳢可能是乌鳢白化的结果。许多研究结果已经表明,在哺乳动物、两栖类、鸟类和鱼类中，酪氨酸酶基因的突变是导致其白化病的主要原因。无论鱼类还是哺乳动物，引起白化的基因均不止于酪氨酸酶基因，现已发现个别鱼类白化与酪氨酸酶基因无关。

表3 几种鳢科鱼类染色体核型

现代遗传学观点认为，影响生物形态生理与行为特征变化的因素，不仅包括染色体数目和结构的改变，还包括分子水平上的基因突变。仅依靠细胞水平的核型来反映不同物种的差异有较大的局限性。本研究发现，金黄色乌鳢的白化现象在染色体水平上与普通乌鳢差异并不明显，究竟是什么位置的基因发生突变导致金黄色乌鳢体色白化，还需要进一步的鉴定。