沅水五強溪水庫斑點叉尾鮰的染色體組型分析

劉哲同 劉良國

摘要 [目的]了解沅水五強溪水庫引進外來物種斑點叉尾鮰的體細胞染色體組型。[方法] 采用植物血球凝集素和秋水仙素胸腔注射，取活體腎細胞低滲、固定、火焰干燥法制作染色體標本，對沅水五強溪水庫引進外來物種斑點叉尾鮰的染色體核型進行分析。[結果] 斑點叉尾鮰中期染色體二倍體數為2N = 58，染色體配成29對，其中中部著絲點染色體4對，亞中部著絲點染色體5對，亞端部著絲點染色體13對，端部著絲點染色體7對。核型公式為2N = 8M+10SM+26ST+14T，染色體臂數（NF）= 76。[結論] 該研究可為洞庭湖區斑點叉尾鮰的種質資源保護、遺傳育種改良提供參考依據，也為進一步探討引進外來種對本地相近物種的遺傳多樣性影響提供基礎性資料。

關鍵詞 斑點叉尾鮰；引進外來物種；五強溪水庫；染色體組型

中圖分類號 S965.1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）06-0099-02

Karyotype Analysis of Ictalurus punctatus in Wuqiangxi Reservoir of Yuanshui River

LIU Zhe-tong1， LIU Liang-guo2*

（1.Changde Zhilan Experimental School， Changde， Hunan 415000；2.College of Life and Environmental Sciences， Hunan University of Arts and Science， Changde， Hunan 415000）

Abstract [Objective] To understand the somatic cells karyotype of introduced alien species Ictalurus punctatus in Wuqiangxi Reservoir of Yuanshui River.[Method] After intrapleural injection of phytohemagglutinin （PHA） and colchicine， live renal cells were sampled to make chromosome specimen by low-permeability， fixation and flame-drying technique.The karyotype of introduced alien species I.punctatus in Wuqiangxi Reservoir of Yuanshui River were analyzed.[Result] The diploid number（2N） of metaphase chromosomes in I.punctatus was 58， which matched 29 pairs of chromosomes， including 4 pairs of metacentric chromosomes， 5 pairs of submetacentric chromosomes， 13 pairs of subtelocentric and 7 pairs of telocentric chromosomes.The karyotype formula of I.punctatus was 2N=8M+10SM+26ST+14T，NF=76.[Conclusion] The research can provide references for germplasm resources protection and genetic improvement and basic data for further discussion on the effects of introduced alien species I.punctatus on the genetic diversity of local similar species.

Key words Ictalurus punctatus；Introduced alien species；Wuqiangxi Reservoir；Karyotype

斑點叉尾鮰（Ictalurus punctatus）又稱溝鯰，隸屬鲇形目（Siluriformes）鮰科（Ictaluridae）鮰屬（Ictalurus）[1]，原產于北美洲，是一種大型淡水經濟魚類，具有食性雜、生長快、適應范圍廣、抗逆性強、肉質鮮美等優點。我國于1984年由湖北省水產科學研究所從美國引進該魚進行原種馴化，并于1987年首次繁育成功[2]，于20世紀90年代末引入湖南，并率先在沅水五強溪水庫進行網箱養殖示范，發展網箱規模化養殖[3]。經過多年的養殖推廣，目前斑點叉尾鮰已遍及我國20多個省、市、自治區，成為我國重要的淡水養殖魚類之一。然而，由于引進后多年的累代養殖、人為的近親繁殖、養殖技術不規范等原因，導致斑點叉尾鮰的種質退化嚴重，主要表現為抗病力下降、生長緩慢和規格變小，高密度集約化養殖時容易發生大規模病害和死亡，這些問題嚴重制約了斑點叉尾鮰的養殖發展[4]。為了進一步提高養殖斑點叉尾鮰的質量和產量，確保鮰魚養殖業的可持續發展，開展斑點叉尾鮰種質資源保護和遺傳育種改良的研究具有重要的理論和實踐指導意義。同時，近年來由于網箱養殖逃逸或人為因素導致一些斑點叉尾鮰進入天然水體，有可能與本地相近物種進行雜交，從而對本地物種構成遺傳侵蝕。因此，有必要對引進外來物種斑點叉尾鮰的遺傳學特性開展研究。筆者以取自湖南沅水五強溪水庫的斑點叉尾鮰為研究對象，對其染色體組型進行了分析，旨在了解五強溪水庫引進外來物種斑點叉尾鮰的染色體核型，為斑點叉尾鮰的種質資源保護和遺傳育種改良提供參考依據，也為進一步探討引進外來種對本地相近物種遺傳多樣性的影響提供基礎性資料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用魚取自沅水五強溪水庫，隨機選取健康活潑的斑點叉尾鮰6尾（3♀、3♂），體長13.10～21.04 cm，體重為230～320 g。將試驗魚放入室內水族箱（溫度控制在21～24 ℃）中暫養1 d后，開始試驗。

1.2 方法

1.2.1 腎細胞染色體標本的制備。

染色體標本的制作方法參照劉良國等[5]腎細胞染色體標本的制備方法并加以改進，具體操作步驟如下：試驗前1 d進行腹腔注射植物血球凝集素（PHA），12 h后再次進行PHA腹腔注射，2次注射劑量分別為10和8 μg/g，第2次注射PHA溶液4.5 h后，按2 μg/g的劑量注射秋水仙素，1.5～2.0 h后取材；將試驗魚剪鰓失血10 min，解剖取出腎臟（頭腎）放入盛有生理鹽水的培養皿中清洗干凈，剔除脂肪組織和血塊；剪碎，吸入10 mL離心管，用吸管充分吹打（100次以上）；吸入生理鹽水，混合均勻，靜置 5 min 后，吸取上層細胞懸液置于另1個離心管中；離心后的細胞沉淀用0.075 mol/L KCl液低滲處理，卡諾氏液固定，換液3次；采用火焰干燥方法制片，用Giemsa染液染色，玻片反面用微流水沖洗，室溫下晾干后，獲得6尾斑點叉尾鮰的染色體玻片標本。

1.2.2 染色體數目統計及核型分析。

在光學顯微鏡下對斑點叉尾鮰的染色體玻片標本進行觀察，油鏡下選擇50個分散良好、形態清晰的中期分裂相，使用顯微數碼成像系統進行逐一拍照，使用Photoshop軟件計數每個分裂相的染色體數目，并統計染色體眾數分布；選取10個染色體完整、分散良好、形態清晰的中期分裂相，放大打印后剪下打印紙上中期分裂相的每條染色體，測量其全長、短臂長和長臂長，計算其相對長度和臂比，得到斑點叉尾鮰染色體對的核型數據，根據核型數據并參照Levan等[6]的染色體分組標準進行核型分析。

2 結果與分析

2.1 五強溪水庫斑點叉尾鮰體細胞染色體數目

由表1可知，計數6尾斑點叉尾鮰的中期分裂相共50個，染色體數目分別在55以下、55、60和60以上的各有1個細胞，染色體數目為56、59的各有2個細胞，染色體數目為58的有39個細胞，染色體數目為57的有3個細胞。染色體數目為58的占計數細胞總數的78%，眾數百分率高于75%的常規標準，因此確定五強溪水庫斑點叉尾鮰的標準染色體數目2N = 58（圖1）。在斑點叉尾鮰的雌、雄個體間未發現與性別有關的異形性染色體，也未發現帶有特殊標志性特征（如隨體、次縊痕）的染色體。

2.2 五強溪水庫斑點叉尾鮰的染色體組型

根據染色體相對長度和臂比值的測量結果（表2），將斑點叉尾鮰的全部染色體配成29對，參照Levan命名法[6]，五強溪水庫斑點叉尾鮰的核型由4對中部著絲點染色體、5對亞中部著絲點染色體、13對亞端部著絲點染色體和7對端部著絲點染色體組成（圖2），核型公式為2N = 8M+10 SM+26 ST+14 T，染色體臂數（NF）= 76。

3 討論與結論

斑點叉尾鮰自1984年從美國引進至今已有30多年的歷史，由于它具有較高的養殖經濟效益，目前在國內許多地區的水庫、池塘中都有養殖。該試驗以沅水五強溪水庫的斑點叉尾鮰為研究對象，對其體細胞染色體組型進行了研究。

結果表明，五強溪水庫斑點叉尾鮰的二倍體染色體數目為58，核型公式為2N=8M+10SM+26ST+14T，染色體臂數（NF）= 76，與張芹等[7]報道的河南省水產科學研究院引進的斑點叉尾鮰進行比較，發現二者的染色體數目均為58，但核型存在一定差異，河南斑點叉尾鮰種群的核型公式為2N=6M+10SM+22ST+20T，NF=74。該研究中沅水五強溪水庫斑點叉尾鮰的M和ST染色體比河南種群分別多1對和2對，SM染色體不變，T染色體減少3對，染色體總臂數增加2條。造成這種差異的原因，可能與不同研究者使用的試驗方法不同，或者與測量和配組產生的誤差有關；但也可能是由于不同種群所表現出的染色體多態性所造成的。張芹等[7]報道國內引進的斑點叉尾鮰大多來自于美國的德克薩斯州、阿拉巴馬州、密西西比州等地理種群，其染色體數目為56或58，染色體臂數為72、90或92不等，染色體組型也不盡相同。劉海韻等[8]和崔蕾等[9]采用分子生物學方法也證實了斑點叉尾鮰不同地理種群的遺傳差異和多樣性。斑點叉尾鮰種群豐富的遺傳多樣性，為這一養殖品種的資源保護和遺傳改良提供了物質基礎，利用這些遺傳多樣性豐富的群體進行雜交選育，生產上可以避免種質的退化，保證我國斑點叉尾鮰養殖業的健康可持續發展。

斑點叉尾鮰作為一種引進的外來養殖品種，在帶來較高經濟效益的同時，亦可能給當地生態安全造成影響。由于斑點叉尾鮰食性雜、抗逆性強、適應范圍廣，像五強溪水庫這樣的水面資源和天然餌料豐富的水域生態系統，非常適合斑點叉尾鮰的生長，若不加以人為控制，其種群數量將會大幅增加，除了與本地魚種爭奪生存空間，導致本地土著魚種和數量的急劇減少外，還可能與本地近緣種進行雜交，雜交后代再與本地其他近緣種雜交而造成遺傳侵蝕[2，10]。該試驗中斑點叉尾鮰的染色體數目與同屬于鲇形目的本地鲇[11]、大口鲇[12]的染色體數目相同（均為58），雖然核型上存在差異，但在天然水體中如果長期共存，不排除它們存在科間雜交并產生可繁育子代的可能性。因此，對于網箱和池塘養殖或者已經逃逸到天然水體的斑點叉尾鮰，都必須采取相應的強有力措施，嚴防其向天然水體大量擴散，避免對本地魚種的遺傳污染。

參考文獻

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