金黃色烏鱧染色體核型分析

毛雷剛，張志山，朱樹人*，朱永安，張龍崗，安麗

（1.上海海洋大學水產與生命學院，上海 201306；2.山東省淡水漁業研究院，山東 濟南 250013）

染色體作為遺傳物質的主要載體，承擔著遺傳信息的存儲、復制、傳遞等功能。研究魚類染色體對探討魚類的遺傳、分類、種群進化、性別分化、雜交育種及基因定位等方面均有重要意義。染色體研究是遺傳育種工作的基礎，到目前為止，學者們已對約2 000種魚類進行了染色體相關分析。金黃色烏鱧是繁育過程中發現的白化突變體，因其金黃色體表及粉紅色眼球，具有較高的觀賞價值和經濟價值。然而，目前尚未見金黃色烏鱧染色體組型的相關研究報道。現對金黃色烏鱧進行了染色體核型分析，以期了解其細胞遺傳學特性，為深入開展金黃色烏鱧良種選育提供理論參考和科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

金黃色烏鱧取自山東省淡水漁業研究院試驗基地（莒縣）。2021年3月，選擇體表無傷、無畸形的健壯個體6尾，體質量為150～200 g。

1.2 染色體標本制備

參照林義浩活體注射植物血球凝集素（PHA）的方法，并稍作改進，向每尾魚腹腔中注射體質量含量為10μg/g的PHA，繼續飼養22 h后以5μg/g的含量注射秋水仙素。3 h后，斷尾放血，解剖取出頭腎，用生理鹽水洗滌干凈后置于培養皿內，用手術剪充分剪碎，加入0.075 mol/L的氯化鉀（KCL）低滲溶液吹打均勻，在37℃水浴條件下低滲處理40 min。將低滲溶液1 000 r/min離心10 min，棄上清液，加入適量現配卡諾氏固定液[（甲醇）∶（冰醋酸）=3∶1）]混勻，靜置固定30 min后，1 000 r/min離心10 min，棄上清液，重復進行3次。經3次固定后棄上清液，重新加入少量現配固定液，吹打均勻制成懸液。采用冷片法滴片，自然風干后，用10%Giemsa染液染色20 min，純水沖洗、晾干后進行鏡檢。

1.3 染色體組型分析

將制備好的染色體標本在高倍顯微鏡下觀察，選取100個處于中期分裂相、分散良好的染色體組進行統計，確定染色體數目，從中挑選10個清晰、無重疊且分裂相完整的染色體進行拍照。利用Photoshop軟件處理圖片并測量。參照Levan等的標準對染色體進行配對及分類，計算金黃色烏鱧染色體的相對長度、臂比等基本參數。其中m和sm型染色體的臂數=2；st和t型染色體的臂數=1。相關計算公式如下：

（1）臂比=長臂/短臂；

（2）染色體相對長度（%）=（每條染色體長度×2/全部染色體長度總和）×100。

2 結果與分析

2.1 染色體數目統計

在顯微鏡下對金黃色烏鱧100個細胞的中期分裂相進行計數，得到其染色體數目（表1)。染色體眾數為48，占總數的82%。染色體數目為47、49的比例分別為3%和2%；染色體數目≤46及≥50所占的比例分別為8%和5%。因此，確定金黃色烏鱧的染色體數目2=48。

表1 金黃色烏鱧的染色體數目統計

2.2 染色體組型分析

金黃色烏鱧各染色體的相對長度及臂比見表2。結果顯示，金黃色烏鱧具有24對染色體，其中2對為亞中部著絲粒染色體（sm）、11對為亞端部著絲粒染色體（st）、11對為端部著絲粒染色體（t）。組型公式為：2=4 sm+22 st+22 t。臂數：=52。金黃色烏鱧的中期染色體分裂相和核型圖譜見圖1。

表2 金黃色烏鱧染色體相對長度及臂比①

圖1 金黃色烏鱧中期染色體分裂相及其核型

3 討論

染色體核型分析主要研究物種細胞核內染色體的數目及各染色體的形態特征。不同類群生物的染色體結構不同，即使同一生物類群的不同物種，其染色體大小、形態、數目也會有所不同。染色體的結構特征在一定范圍內能夠反映生物的演化和類群及物種間的親緣關系，并且對種間雜交和多倍體育種結果的預測、鑒定、性別遺傳機理等均有重要的參考價值。

本試驗結果表明，金黃色烏鱧染色體數目2=48，其中包含2對亞中部著絲點染色體（sm），11對亞端部著絲點染色體（st），11對端部著絲點染色體（t），核型公式為2=4 sm+22 st+22 t。有研究表明，染色體組型的真骨魚類中,只有約100種具有性染色體，這說明大部分魚類還沒有進化到具有性染色體機制的程度。本試驗中也沒有觀察到異形性染色體的存在。

在我國有三種比較常見的鱧科魚類，分別為烏鱧、斑鱧和月鱧，其染色體核型統計如表3。從表中可以看出，金黃色烏鱧的染色體不同于月鱧和斑鱧，染色體核型特征及臂數與烏鱧相同。金黃色烏鱧與烏鱧除體色外各方面沒有明顯的區別，這證實了金黃色烏鱧不屬于單獨的亞種而是普通體色烏鱧的變異種。白化現象普遍存在于自然界中，從腔腸動物到哺乳動物均發現有白化現象。動物的白化現象是動物體內黑色素缺乏或黑色素生成具有障礙導致的一種體色異常病，推測金黃色烏鱧可能是烏鱧白化的結果。許多研究結果已經表明,在哺乳動物、兩棲類、鳥類和魚類中，酪氨酸酶基因的突變是導致其白化病的主要原因。無論魚類還是哺乳動物，引起白化的基因均不止于酪氨酸酶基因，現已發現個別魚類白化與酪氨酸酶基因無關。

表3 幾種鱧科魚類染色體核型

現代遺傳學觀點認為，影響生物形態生理與行為特征變化的因素，不僅包括染色體數目和結構的改變，還包括分子水平上的基因突變。僅依靠細胞水平的核型來反映不同物種的差異有較大的局限性。本研究發現，金黃色烏鱧的白化現象在染色體水平上與普通烏鱧差異并不明顯，究竟是什么位置的基因發生突變導致金黃色烏鱧體色白化，還需要進一步的鑒定。