泥蚶遺傳多樣性研究探討

姚紅偉　石磊

摘要：本文從形態學標記、細胞學標記、生化標記和分子標記四個方面對泥蚶的遺傳多樣性研究進展進行了詳述。

關鍵詞：泥蚶；遺傳多樣性；遺傳標記

泥蚶（Tegillarca granosa）俗稱血蚶，我國、韓國以及東南亞等國家地區都有分布，是一種肉質鮮美且營養豐富的經濟貝類，屬軟體動物門（Mollusca）、雙殼綱（Bivalvia）、翼形亞綱（Pterimorphia）、蚶目（Arcoida）、蚶科（Arcidae），雌雄異體，貝殼較厚，其貝殼的放射肋粗壯，肋上具明顯的結節，如圖1所示。近年來隨著國內外捕撈需求的提高和泥蚶養殖規模的不斷擴大，為充分了解其遺傳背景，建立標記輔助育種，有關泥蚶遺傳多樣性方面的研究也在不斷地進行著。

圖1泥蚶的殼體特征

1泥蚶遺傳多樣性研究概況

在遺傳學的建立和發展過程中，遺傳標記（Genetic markers）是研究生物遺傳多樣性的合適指標。遺傳標記是指與目標性狀緊密連鎖，同該性狀共同分離且易于識別的可遺傳的等位基因變異[1]。遺傳標記主要經歷了形態學標記、細胞學標記、生化標記和分子標記四個階段。因此，泥蚶的遺傳多樣性研究也經歷了這四個階段。

1.1形態學標記

形態學標記（morphological markers）是與目標性狀緊密連鎖，表型上可識別的等位基因突變體[2]。自然界生物存在著許多非常明顯的形態標記。張永普[3]等人對4個地理種群泥蚶的形態差異進行了研究，結果表明各形態性狀差異顯著，貝殼形狀是決定泥蚶不同地理種群的主要性狀，其次為咬合齒。蔣濤濤[4]等人對450個泥蚶成貝定量分析了殼形態性狀對活體重和軟體部重的影響。結果表明殼寬是影響活體重的主要因素，而殼高是影響軟體部重的主要因素。姚韓韓[5]等人利用形態學標記研究了泥蚶奉化種群和韓國種群的殼形態差異，結果表明韓國種群的殼型比奉化種群更加鼓脹，軟體部含量更高。

1.2細胞學標記

細胞學標記（Cytological markers）是指對經過處理的生物染色體數目和形態進行分析，能明確顯示遺傳多樣性的細胞學特征[6]。吳洪喜[7]等人利用胚胎細胞做成的染色體制片，對樂清灣泥蚶染色體進行了分析。結果表明樂清灣泥蚶核型為2N=38，32 m+6 sm，NF=76。鄭家聲[8]等人用鰓細胞空氣干燥法制片，對泥蚶、毛蚶、魁蚶的染色體組型進行了分析研究。它們的染色體數目2N和總臂數NF都相同，但是染色體組型不同。陸榮茂[9]等人以毛蚶、泥蚶、橄欖蚶擔輪幼蟲為材料進行染色體制備和核型分析，結果表明：3種蚶的二倍體染色體數目都為38，核型公式分別為20 m+12 sm+6 st、22 m+12 sm+4 st、18 m+18 sm+2 st、染色體臂數NF分別為70、72、74。聚類分析結果顯示橄欖蚶更接近于毛蚶。

1.3生化標記

生化標記（Biochemical markers）是指以生物體內生化性狀為標記，主要包括血型標記、血清蛋白標記和同工酶標記等。目前，應用較廣泛的生化標記主要是同工酶標記。喻子牛[10]等人采用水平淀粉凝膠電泳技術研究了榮成、青島、溫州三個泥蚶群體的等位基因酶遺傳變異。在12種等位基因酶中共檢測到了27個基因位點，結果表明榮成與青島群體遺傳同一性大于與溫州群體的，三個群體在多個位點上都存在明顯的雜合子缺失現象。賈守菊[11]等人采用聚丙烯酰胺凝膠電泳方法對過氧化物酶（POD）、酯酶（EST）及淀粉酶（AMY）進行研究，揭示了5個不同種群泥蚶同工酶的表達差異性。此外，王日昕[12]等人也對7個不同地理群體的泥蚶進行過同工酶分析，結果發現檢測的11種同工酶中，除ATPase外其他10種存在差異，特別是汕頭和湛江兩地理群體與其他5個地理群體之間的差異尤其顯著。

1.4分子標記

分子遺傳標記（molecular markers）是根據基因組DNA存在豐富的多態性而發展起來的可直接反映生物個體在DNA水平上的差異的一類新型的遺傳標記[13]。目前，（一）在隨機擴增多態性DNA（即RAPD）分子標記方面：李太武[14]等人對5個泥蚶群體的遺傳多樣性進行了研究，結果表明5個群體遺傳分化不明顯，其余4個群體的多態位點比例和遺傳平均雜合度比韓國群體有所降低。此外，李成華[15]和徐義平[16]等人也分別利用RAPD技術分析了不同地理泥蚶群體的遺傳多樣性。（二）在限制性片段長度多態性（即RFLP）分子標記方面：戴偉[17]等人對3個泥蚶地理群體的核糖體DNA ITS區進行分析，從分子水平探討了三者的遺傳多樣性及親緣關系。此外，郭永軍[18]等人對毛蚶、魁蚶和泥蚶核糖體DNA轉錄間隔區（ITS）進行RFLP分析時未發現毛蚶和魁蚶間特異性RFLP標記，但6種限制性內切酶均能將泥蚶與毛蚶及魁蚶區別開來。（三）在微衛星標記方面：顧曉英[19]等人應用6個微衛星標記在奉化泥蚶種群上進行擴增，以檢測其遺傳信息。田野[20]等人采用微衛星分子標記技術對人工選育的泥蚶群體進行遺傳多樣性分析。結果表明連續的人工選育過程，群體的遺傳多樣性仍然比較高，但選育過程對群體的遺傳多樣性和遺傳分化有一定程度的影響。此外，程雪艷[21]等人運用微衛星DNA標記，對5個不同泥蚶地理群體分析發現其呈現出較低的遺傳分化。（四）在擴增片段長度多態性（即AFLP）分子標記方面：姚韓韓[22]等人利用AFLP分子標記技術對泥蚶4個快速生長家系的遺傳結構及遺傳差異進行了分析，預測能夠繁育出生長優勢子代的最佳親本組合，減少近交機率。劉博[23]等人采用AFLP標記技術結合“擬測交”策略，對泥蚶父、母本和109個F1全同胞個體進行了遺傳連鎖的分析研究，構建了泥蚶的遺傳連鎖圖譜。此外，董迎輝[24]等人利用AFLP標記技術研究了快速生長品系的遺傳結構并篩查出生長性狀相關的分子標記。（五）在以特定序列為核心的分子標記技術方面：鄭文娟[25]等人采用PCR技術對我國沿海地區7個泥蚶群體的線粒體COI基因部分序列進行了測定和遺傳分析。結果表明我國沿海泥蚶已分化形成福建以南和以北二大類群，二大類群之間的遺傳分化已達到亞種水平。劉春芳[26]等人以7個地理群體泥蚶材料，獲取592 bp線粒體COI基因片段序列進行遺傳多樣性及分化分析，結果顯示中國沿海泥蚶遺傳多樣性和群體內遺傳分化系數由北向南呈升高趨勢。

2展望

遺傳多樣性與一個物種的進化潛在能力和抵御不利生存環境的能力緊密相連，如果一個種群或個體沒有遺傳多樣性，那么就失去了突變、選擇，失去了進化的可能，也就無法適應周圍環境的變化，最終會被大自然淘汰。目前隨著人類的捕撈和養殖活動以及海域環境的急劇變化，泥蚶雖然在自然或人為因素下，基因流不斷進行著，但是長期的人工育苗和自繁自育，加劇了近交繁殖，使得泥蚶肥滿程度、生長速度的快慢以及繁殖力的大小等重要指標出現下降。另外，盲目的引種和選種，不僅解決不了苗種問題，還有可能進步一降低野生群體的遺傳多樣性，卻得不到能穩定遺傳的經濟性狀優良的后代，可以看出上述問題使得養殖群體以及個別野生群體不可避免地出現一定程度遺傳多樣性的衰退，泥蚶種質資源受到威脅。為防止這種情況的進步一蔓延以及更好地實現對新發現種群的開發利用，就離不開對泥蚶遺傳多樣性的研究發展，因此泥蚶遺傳多樣性的研究步伐不會停滯。作為研究遺傳多樣性指標的遺傳標記已經經歷了從簡單到復雜、從宏觀到微觀、從定性到定量的發展過程，即便現在的分子標記也沒有一種能完全滿足各類實驗要求的理想標記。隨著物種多樣性的發展和發掘、科技的進步以及人類探索自然步伐的加快，生物遺傳多樣性的研究需求和必要性必將進一步加大，這就會極大地促使人類去探究更快、更精確、更便利的遺傳標記用于遺傳多樣性的研究以造福人類。未來，這些新型遺傳標記不僅是了解不同泥蚶種群遺傳背景的有力技術支持，而且會帶來更大的經濟、科研等方面的價值，促使泥蚶增養殖和捕撈可持續健康發展。

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（收稿日期：2016-10-28）