楊晶晶等
摘要:對全鱗型黃金鯽和線鱗型黃金鯽的mtDNA D-loop及其鄰近區(qū)段進(jìn)行PCR擴(kuò)增并測序,并檢測了兩種類型黃金鯽肌肉的GPI和LDH同工酶。1尾黃金鯽(全鱗型)獲得了堿基排列順序清晰的1348 bp的片段,2尾黃金鯽(全鱗型)尾為1351 bp,3尾黃金鯽(均為線鱗型)為1349 bp。應(yīng)用MEGA6.0軟件與GenBank上的3個鯉魚(KC292935、KC292936和X61010.1)和3個鯽魚(KC292946、KC292947和KC292948)相應(yīng)區(qū)段比較結(jié)果表明,6尾黃金鯽與鯉魚和鯽魚的遺傳距分別為0.011和0.095,鯉魚與鯽魚的遺傳距為0.097。GPI與LDH兩種同工酶譜顯示兩種類型黃金鯽均具有來自鯉鯽雙方的遺傳物質(zhì)。結(jié)果表明,全鱗型與線鱗型黃金鯽均符合母本為鯉魚、父本為鯽魚的遺傳特征,推測線鱗型黃金鯽母本鱗被的基因型應(yīng)為SSNn、SsNn或ssNn,父本應(yīng)為SSnn,線鱗型黃金鯽鱗被的基因型應(yīng)為SSNn或SsNn。
關(guān)鍵詞:黃金鯽;鱗被;基因型;mtDNA;堿基序列;同工酶
黃金鯽為國家級天津市換新水產(chǎn)良種場培育的以框鱗鏡鯉為母本、紅鯽為父本的雜交種,2007年被國家認(rèn)定為養(yǎng)殖新品種(品種登記號:GS02-001-2007)。魚體背部及兩側(cè)呈淺黃色,腹部銀灰色,體被全鱗,鱗片中等大小,側(cè)線鱗31~34枚[1-2]。2013年11月份在天津市兩個養(yǎng)殖場養(yǎng)殖的黃金鯽中發(fā)現(xiàn)有線鱗型個體(90尾中有6尾線鱗型個體,占6.67%)。
鯉魚中依據(jù)鱗被特征可以分為鱗鯉(scaled carp)、線鱗鏡鯉(linear mirror carp)、散鱗鏡鯉(scattered mirror carp)和革鯉(leather carp)或裸鯉(nude carp)共四種類型,其中線鱗鏡鯉和裸鯉均含有N基因,而樓允東認(rèn)為在我國用于雜交的鯉魚品種不包括線鱗鏡鯉和革鯉[3-4]。至今在我國鯉鯽雜交子代中沒有關(guān)于線鱗型個體的報導(dǎo)。mtDNA為母性遺傳,其D-loop以及COⅠ等區(qū)段的序列分析可以作為種類鑒別的DNA條形碼[5-10]。同工酶可以有效鑒別鯉鯽雜交種[11-14]。
為探討線鱗型個體是否屬于黃金鯽,是否具有黃金鯽的遺傳結(jié)構(gòu),鱗被遺傳特點(diǎn)如何,本研究以3尾全鱗型黃金鯽以及3尾線鱗型個體(以下也稱為黃金鯽)為實驗材料進(jìn)行了mtDNA D-loop及其鄰近區(qū)段的PCR擴(kuò)增和序列測定,與GenBank上的鯉魚、鯽魚的相應(yīng)區(qū)段進(jìn)行了序列比較。同時檢測了兩種類型黃金鯽肌肉的GPI和LDH同工酶。以期為黃金鯽的種質(zhì)鑒定以及鯉、鯽魚遺傳育種工作提供依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗魚
于2013年11月從天津市某魚類養(yǎng)殖場采集3尾全鱗型黃金鯽以及3尾線鱗型黃金鯽(圖1、表1)。鮮活狀態(tài)下剪取大小約1.0 cm×0.5 cm的鰭條用于DNA提取,-20 ℃冷凍保存魚體用于同工酶的檢測。
1.2DNA的提取、mtDNA D-loop及鄰近區(qū)段PCR擴(kuò)增
用苯酚-氯仿抽提法從鰭條提取總基因組DNA,4 ℃下保存?zhèn)溆肹15]。以提取的DNA為模板,使用L15923和H1067引物對每尾試驗魚的mtDNA D-loop及其鄰近區(qū)段進(jìn)行擴(kuò)增,兩個引物的結(jié)合位點(diǎn)分別位于tRNAThr和12S rRNA 編碼區(qū)上。將PCR產(chǎn)物委托深圳華大基因科技有限公司純化并測序,得到的序列依據(jù)峰圖進(jìn)行確認(rèn)[9]。
1.3DNA序列分析
使用MEGA6.0軟件對6個黃金鯽序列、GenBank上的3個鯉魚序列(KC292935、KC292936和X61010.1)和3個鯽魚序列(KC292946、KC292947和KC292948)進(jìn)行比對分析,計算6尾黃金鯽與鯉魚、鯽魚的遺傳距,構(gòu)建NJ樹[16]。
1.4同工酶電泳
使用水平式淀粉凝膠電泳法(緩沖液為C-APM)檢測試驗魚背部肌肉的葡萄糖磷酸異構(gòu)酶(GPI)和乳酸脫氫酶(LDH),并與鯉、鯽對照。電泳及染色同鮑迪等采用的方法[14]。
2結(jié)果
2.1mtDNA D-loop 及其鄰近區(qū)段的PCR擴(kuò)增
對6尾黃金鯽的mtDNA D-loop及其鄰近區(qū)段進(jìn)行PCR擴(kuò)增,經(jīng)1%的瓊脂糖凝膠電泳均得到長度大約為1600bp的DNA片段(圖2)。
2.2黃金鯽序列與GenBank中的鯉魚序列(KC292936)的比較
PCR產(chǎn)物經(jīng)純化、測序、峰圖確認(rèn),獲得了堿基排列順序清晰的1348bp-1351 bp 的片段。與GenBank中的鯉魚序列(KC292936)進(jìn)行BLAST比對,有堿基插入現(xiàn)象,所得片段位于KC292936中的100至1447之間,包含部分tRNAThr、全部D-loop和部分tRNAPhe。6尾黃金鯽中1號和3號為1種單倍型、片段長度為1351bp,2號為1種單倍型、片段長度為1348bp,4號、5號和6號為1種單倍型、片段長度為1349bp(表2)。
2.3黃金鯽與鯉、鯽的遺傳距離和系統(tǒng)樹
使用MEGA6.0對6尾黃金鯽和GenBank上的3個鯉魚序列和3個鯽魚序列進(jìn)行分析。6尾黃金鯽個體間、鯉魚3個序列間和鯽魚3個序列間的遺傳距分別為0.006、0.018和0.001。3尾全鱗型黃金鯽與3尾線鱗型黃金鯽、鯉及鯽的遺傳距分別為0.009、0.012和0.094,3尾線鱗型黃金鯽與鯉、鯽的遺傳距分別為0.010和0.096,鯉、鯽之間的遺傳距為0.097。12個序列間的NJ樹見圖3。
2.4同工酶
同工酶電泳分析結(jié)果表明全鱗型、線鱗型的GPI和LDH兩種同工酶均由來自于鯉、鯽雙方的遺傳物質(zhì)所支配(圖4)。
3討論
3.1線鱗型黃金鯽父母本的推測
線粒體DNA(mtDNA)為母性遺傳,其一些區(qū)段的RFLP或堿基序列可以用于物種的遺傳多樣性分析,也可以作為DNA條形碼進(jìn)行物種鑒定[4-11]。本研究中得到的包含部分tRNAThr、全部D-loop和部分tRNAPhe 的DNA片段,3尾全鱗型黃金鯽與3尾線鱗型黃金鯽之間的遺傳距為0.009,3尾全鱗型黃金鯽和3尾線鱗型黃金鯽與GenBank中3個鯉魚序列的遺傳距分別為0.012和0.010,均小于2%,符合種內(nèi)遺傳特征[7-8,10]。由此可以認(rèn)為無論是全鱗型黃金鯽還是線鱗型黃金鯽,其母本均為鯉魚。同工酶是雜交種鑒別的有效手段之一[11-14]。全鱗型黃金鯽和線鱗型黃金鯽的葡萄糖磷酸變位酶(GPI)和乳酸脫氫酶(LDH)均具有鯉鯽雙方的遺傳物質(zhì),符合鯉鯽雜交種的特性[11-12,14]。
3.2線鱗型黃金鯽鱗被基因型的推測
鯉魚鱗被是由S-s和N-n兩對基因控制,可分為四種類型,分別為鱗鯉(全鱗)(S-nn)、線鱗鏡鯉(S-Nn)、散鱗鏡鯉(ssnn)和革鯉(ssNn),NN個體不能存活[3-4]。歐鯽、丁鱥和鯉魚具有位于同源染色體上的同源基因,歐鯽與革鯉的雜交的子代中幾乎一半是全鱗型、一半是線鱗型,線鱗型鯉鯽雜種外形頗似線鱗鏡鯉[3]。由于鯉魚中NN個體不能存活,所以推測本研究中線鱗型黃金鯽母本鱗被的基因型應(yīng)為SSNn、SsNn或ssNn,這樣的母本與紅鯽雜交,理論上一半子代應(yīng)為全鱗型個體(SSnn或Ssnn)、另一半應(yīng)為線鱗型個體(SSNn或SsNn)。
參考文獻(xiàn):
[1]金萬昆.淡水魚類遠(yuǎn)緣雜交實驗報告[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2009:127-140
[2] 金萬昆,付連君.黃金鯽養(yǎng)殖技術(shù)[J].河南水產(chǎn),2010(4):24-25
[3] 張興忠,仇潛如,陳曾龍,等.魚類遺傳與魚種[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1988:93-99
[4] 樓允東.魚類育種學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1999:305-313
[5] 肖武漢,張亞平.魚類線粒體DNA的遺傳與進(jìn)化[J].水生生物學(xué)報,2000,24(4):384-391
[6] 周延清,楊清香,張改娜.生物遺傳標(biāo)記與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008:119-132
[7] Hebert P D N,Ratnasingham S,deWaard J R.Barcoding animal life: cytochrome c oxidase subunit 1 divergences among closely related species[J].Proceedings of the Royal Society B,2003,270:96-99
[8] Hebert P D N,Cywinska A,Ball S L, et al.Biological identifications through DNA barcodes[J].Proceedings of the Royal Society B,2003,270:313-321
[9] 郝君,楊薔,鮑迪,等.6種魚mtDNA D-loop及其鄰近區(qū)段的序列比較分析[J].大連海洋大學(xué)學(xué)報,2013,28(2):160-165
[10] 張大莉,董仕,白俊杰,等.大口黑鱸北方亞種和佛羅里達(dá)亞種mtDNACOⅠ序列的分析[J].大連海洋大學(xué)學(xué)報,2014,29(3):212-216
[11] Dong S, Taniguchi N.Allozyme, morphology and growth autotriploids and allotriploids in common carp[J].Suisanzoshoku,1993,41(1):35-43
[12] 董仕,王茜,孟憲軍.湘云鯽紅細(xì)胞大小及同工酶分析[C].2001年中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集(中國水產(chǎn)學(xué)會編),北京:海洋出版社,2002:61-65
[13]丁立云,曹義虎,賀剛,等.同工酶分析技術(shù)及其在水產(chǎn)動物研究中的應(yīng)用[J].江西水產(chǎn)科技,2013(3):31-35
[14] 鮑迪,梁愛軍,董瑩,等.鯉鯽雜交子代的同工酶分析[J].水產(chǎn)科學(xué),2012,31(5):283-287.
[15] Perez-Enriquze R,Taniguchi N.Genetic structure of red sea bream(Pagrus major) population of Japan and the Southwest Pacific,using Microsatellite DNA Markers[J].Fisheries Science,1999,65(1):23-30
[16] Tamura K,Stecher G,Peterson D,et al.MEGA6:molecular evolutionary genetics analysis version 6.0[J].Molecular Biology and Evolution,2013,30(12) :2725-2729
(收稿日期:2015-05-26)