我国海洋鱼类染色体组型研究

我国海洋鱼类染色体组型研究

摘要：染色体组型研究是细胞遗传学的基础, 随着细胞遗传学的深入发展, 愈来愈多的生物学家认识到作为遗传信息载体的染色体,非但其数目和形态结构具有物种的特征,而且还反映出生物进化的历史。对其的研究有着十分重要的意义。

关键词：海洋鱼类染色体组型遗传资源

染色体组型又称核型(Karyo type)。染色体组型研究是细胞遗传学的基础, 随着细胞遗传学的深入发展, 愈来愈多的生物学家认识到作为遗传信息载体的染色体, 非但其数目和形态结构具有物种的特征, 而且还反映出生物进化的历史。从现存物种的染色体组型研究和比较分析中来探讨种群的进化路线和亲缘关系, 不仅对于分类学和系统发生研究有着十分重要的意义; 而且对于现代分子生物学中的基因定位、原位杂交、种间杂交鉴定和多倍体育种等方面也有重要意义。我国海域辽阔, 沿岸曲折, 栖息着丰富的海洋生物, 有成千上万种的鱼类和贝类, 开展鱼类和贝类染色体组型研究的前景十分广阔。

一、我国海水鱼类染色体组型特征

1．染色体数目

我国海水鱼类的染色体数目特点有: ①染色体数目较少,无多倍化。②染色体数目变异较小,分布范围相对狭窄,呈连续分布。染色体数目可分8种类型,淡水鱼类由于多倍化,部分类群的染色体数目可达260条。海水鱼类染色体的数目变异可能主要来自罗伯逊易位(Robertsonian translocation)。原始基本型数经罗伯逊易位,少数染色体着丝粒融合,不断特化演变成染色体数等类型。

2.染色体形态

海水鱼类染色体形态的共同特征之一是端部、亚端部着丝粒染色体较多,而中部、亚中部着丝粒染色体较少。在研究的50种海水鱼类中,除鳗鲡目外,其他6个目都明显体现了这一特性。鲱形目、鲻形目、鲈形目和鲽形目等中的许多种类的染色体全部为端部、亚端部着丝粒染色体。染色体结构重排和异染色质扩增,是引起染色体形态变化的主要原因。而臂间重排会直接引起染色体的臂比变化,导致染色体形态发生相应变化。现已在许多海水鱼类中都发现有次缢痕或随体,银染法、分带技术等还揭示了不同染色体上异染色质的大小和位置,提高了对单个染色体和染色体片断的有效识别。迄今,在所有研究过的海水鱼类中仅发现星康吉鳗有性染色体存在,雌性为ZW型，雄性为ZZ型。此外, 斑头鱼的核型中均只有1条具有次缢痕染色体,形成异染色体对。丝背细鳞，雌性核型这一特殊差异可能与之有性别决定机制有关。这些表明鱼类性染色体分化可能处于初级阶段。

3.核型特征

由于染色体的数目不同,染色体的形态结构各异,因而核型具有明显的种的特异性。根据不同类型染色体的组成,海水鱼类染色体组型可分为不同类型。核型类型的同缘性,反映了鱼类种间、类群间进化上的趋同性和变异性。鲈形目是硬骨鱼类中进化上的高位类群,也是鱼纲中数量最多的一个目。该目中不仅染色体数目多样性,核型同样也表现有多态性。如石首鱼科一些鱼类的核型全部由端部、亚端部着丝粒染色体组成,石鲈科一些鱼类的核型以端部、亚端部着丝粒染色体占优势, 虎鱼科一些鱼类的核型中以中部、亚中部着丝粒染色体占优势,锦科鱼类全为中部、亚中部着丝粒染色体。不同类型的核型反映了科的特异性。同时,同科鱼类的核型也有分化,如鲷科鱼类的真鲷和黑鲷,虽然同属一科,但核型迥异。不同科内种间核型类型也有交叉性。这些反映了现生鱼类进化演变过程中的趋同性、趋异性和多样性。由于海水鱼类染色体数目相对稳定,组型特征反映染色体形态水平的显微差异,因而,在许多种类中组型特征完全相似。此外,一些海水鱼类的染色体核型在个体、群体水平上表现有多态性。

二、带型和性染色体

带型研究是染色体形态结构比较精细分析的研究。染色体显带的实质——是DNA、蛋白质和染料三者之间相互关系及其作用。染色体经过碱、酸、盐或酶等处理后, 引起染色体崩解或DNA 片段的断裂或丢失。由DNA 或蛋白质的差别提取及随后染料在DNA 侧面的堆积导致带纹产生。关于鱼类性别决定的遗传机理目前尚不清楚, 但是在鱼类当中确实有性染色体存在。余先觉等(1989)报道:在我国已进行染色体研究的215种淡水鱼类中, 有10种鱼发现有异形性染色体, 它们分别位于不同的4个目, 且染色体数目差异很大。可见鱼类性染色体的分化发生于进化历史不同的分类群中,并没有统一模式。总之,大多数鱼尚未发现有性染色体存在, 只有少数鱼类出现异形性染色体, 其类型有: xxx y;xx

xo; zw zz; zozz、。郑家声等(1997)报道:斑头鱼有性染色体, xxxy类型, x与y 染色体形态差异是在短臂的末端有无次缢痕。这是我国海洋鱼类性染色体首例报道。

三、海洋鱼类染色体组型研究展望

我国海洋鱼类、海洋贝类资源是极其丰富的,开发利用潜力非常之大,为了科学地开发这些宝贵资源,必须对遗传资源进行充分的了解,染色体组型研究则是遗传资源工作中极为重要的环节。我国已知染色体组型、带型的海洋鱼类和贝类种类与现存种类数目相差甚远,而且面也很窄,软骨鱼类还无一种,多倍体化的海洋鱼类和贝类也无一例报道。而我国只是在80 年代以后海洋动物染色体研究工作才开始,且至今进展缓慢,其原因是近几年新的分子标记技术相继问世,揭示了生物遗传分子基础——DNA的变异,这些技术快捷、简便,因此对我们更具吸引力, 但是染色体组型研究是细胞遗传学的基础, 也是分子遗传学的基础,是不可缺少的。可喜的是近几年国内信息科技图像分析软件发展迅速,染色体自动分析仪已经问世,这对染色体研究工作者是一极大鼓舞。相信随着科学的不断发展,有些问

题还可以得到解决,因此海洋鱼类和贝类的细胞遗传学基础研究应该会有振兴和持久的发展。

参考文献：

[1] 楼允东.我国鱼类染色体组型研究的进展[J].水产学报,1997,21(7).

[2] 楼允东.我国鱼类染色体组型研究的进展[J].水产学报,1997,21.

[3] 周暾.鱼类染色体研究[J].动物学研究.2003.