孔杰，蔣曉紅，周洲，張竹青，周路，李道友

(貴州省水產(chǎn)研究所，貴州 貴陽 550025)

長臀鮠遺傳多樣性研究概況

孔杰，蔣曉紅*，周洲，張竹青，周路，李道友

(貴州省水產(chǎn)研究所，貴州 貴陽 550025)

DNA分子標(biāo)記技術(shù)在魚類遺傳育種上發(fā)揮著重大作用，DNA分子標(biāo)記技術(shù)可以了解種群的遺傳多樣性，給種質(zhì)資源保護(hù)、引種選育提供指導(dǎo)。文章總結(jié)了近幾年長臀鮠遺傳多樣性研究中應(yīng)用的幾種分子標(biāo)記技術(shù)，包括基于線粒體基因組的D－Loop、Cytb標(biāo)記技術(shù)和基于核基因組的RAPD、AFLP、SSR技術(shù);討論了珠江水系、紅河水系以及海南長臀鮠的遺傳多樣性狀況，表明長臀鮠野生種資源十分匱乏，貴州境內(nèi)的長臀鮠多樣性亟待調(diào)查研究。

長臀鮠;分子標(biāo)記;遺傳多樣性

長臀鮠(Cranoglanis bouderius)，隸屬鲇形目(Siluriformes)、長臀鮠科(Cranoglanididae)、長臀鮠屬(Cranoglanis)，俗稱牛毛魚、牯魚，是珠江水系特有的名貴經(jīng)濟(jì)魚類，在《中國瀕危保護(hù)動物紅皮書》中被列為易危魚類［1］。長臀鮠為底層魚類，以小型水生動物為食，成魚體重可達(dá)2 kg，肉嫩味鮮，無鱗，無肌間刺。長臀鮠營養(yǎng)豐富，含有人體所需的7種必需氨基酸和10種非必需氨基酸，不飽合脂防酸含量高，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值［2］，是珠江流域深受歡迎的魚類之一。近年來，由于捕撈過度，野生資源數(shù)量急劇減少。人工養(yǎng)殖逐漸在廣東、廣西等地興起，但苗種主要來源于江河野生長臀鮠，數(shù)量有限，養(yǎng)殖規(guī)模小。有研究表明［2］，珠江長臀鮠的遺傳多樣性匱乏，因此對長臀鮠種質(zhì)資源亟待開發(fā)與保護(hù)，突破繁育的瓶頸，保證繁殖親魚的遺傳多樣性。本文總結(jié)了目前長臀鮠研究中應(yīng)用的分子標(biāo)記技術(shù)，為拓展分子標(biāo)記輔助育種在長臀鮠種質(zhì)保護(hù)以及繁育中的應(yīng)用提供參考。

1 長臀鮠遺傳多樣性研究方法及其進(jìn)展

1．1 基于線粒體基因組的分子標(biāo)記線粒體DNA嚴(yán)格遵守母系遺傳規(guī)律，不發(fā)生重組以及進(jìn)化速度快的特點使其成為研究物種進(jìn)化和遺傳多樣性分析的重要方法，主要包括D－Loop區(qū)、Cytb基因、CO Ι基因片段、12S rRNA和16S rRNA等基因標(biāo)記。其中，D－Loop區(qū)進(jìn)化速度最快，遺傳變異信息豐富;Cytb基因進(jìn)化速度適中，適合種內(nèi)和種間的遺傳分析;CO Ι基因片段、12S rRNA和16S rRNA變異速度較慢，常與其它標(biāo)記共同鑒定物種遺傳多樣性。

D－Loop區(qū)也稱為控制區(qū)(control region)，是線粒體DNA的非編碼區(qū)，進(jìn)化壓力小，堿基替換速率快，是線粒體DNA基因組中變異最大的區(qū)域，其基因變化速度是核基因組的5倍［3］。因此，D－Loop區(qū)是群體遺傳多樣性分析的有效分子標(biāo)記，也是mtDNA中最常用到的分子標(biāo)記區(qū)域。在眾多水產(chǎn)動物中都有應(yīng)用，如草魚［4］、羅非魚［5］、中華鱉［6］、中國海三疣梭子蟹［7］、舟山小黃魚［8］、泥鰍［9］等，不僅應(yīng)用于遺傳多樣性分析，在親緣關(guān)系、遺傳分化等上也有許多應(yīng)用。

線粒體細(xì)胞色素b基因(Cytochrom b，Cytb)是結(jié)構(gòu)和功能了解得最為清楚的蛋白編碼基因，進(jìn)化速度適中，主要用于親緣關(guān)系較近的種間或?qū)匍g分析。Cytb研究物種遺傳多樣性的報道比D－Loop區(qū)少，可以與CO Ι基因片段相結(jié)合共同研究物種的遺傳多樣性，如波紋唇魚的遺傳多樣性研究［10］。單獨采用Cytb基因研究遺傳多樣性的水生生物有松江鱸［11］、中華倒刺鲃［12］、黃顙魚［13］等。

1．2 基于核基因組的分子標(biāo)記真核生物的遺傳物質(zhì)主要以染色體的形式集中在細(xì)胞核中，即核基因組。常用于分析核基因組遺傳多樣性的分子標(biāo)記有RAPD(random amplified polymorphic DNA，隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA)、AFLP(amplified fragment length polymorphism，擴(kuò)增片斷長度多態(tài)性)、SSR(simple sequence repeat，簡單重復(fù)序列，又叫微衛(wèi)星DNA)等。RAPD技術(shù)建立在PCR技術(shù)之上，可以對未知序列的基因組個體進(jìn)行多態(tài)性分析，在水生動物品種鑒定、種間遺傳多樣性上有著廣泛應(yīng)用。AFLP兼具了RFLP技術(shù)的可靠性與PCR技術(shù)的高效性特點，同樣被應(yīng)用于魚類遺傳多樣性分析、種質(zhì)鑒定和遺傳圖譜構(gòu)建等許多領(lǐng)域。SSR技術(shù)是過去5～10年里，應(yīng)用最為廣泛的分子標(biāo)記技術(shù)，被研究者們認(rèn)為是一種近乎于理想的遺傳標(biāo)記，具有共顯性、中性、量大的優(yōu)點，大大推動了水生生物的遺傳研究進(jìn)步。

2 長臀鮠遺傳多樣性特征

遺傳多樣性是生物多樣性研究的重要內(nèi)容，一個物種的遺傳多樣性高低與其適應(yīng)能力、生存能力和進(jìn)化潛力密切相關(guān)。群體遺傳多樣性每損失10%，就會對著其繁殖能力、存活率、生長等重要生理性狀產(chǎn)生極大的負(fù)面影響，遺傳多樣性的分析可以指導(dǎo)物種的生產(chǎn)、繁育以及種質(zhì)保護(hù)等。長臀鮠作為易危魚類，遺傳多樣性的研究顯得十分重要，近幾年來也開展了一些關(guān)于遺傳多樣性的分析研究，相關(guān)研究報道不多，需大力推進(jìn)相關(guān)的研究，為長臀鮠的野生種質(zhì)保護(hù)，人工養(yǎng)殖品種的選育提供素材。

程飛等［14］采用微衛(wèi)星標(biāo)記分別分析了珠江長臀鮠和海南長臀鮠的遺傳多樣性，2個群體的平均多態(tài)信息含量(PIC)均低于0．5，2個群體的遺傳相似度為0．875、遺傳距離為0．133，說明這2個群體的遺傳多樣性都較低，并且2個地理群體間的遺傳差異較小。程飛等［15］采用AFLP研究了珠江長臀鮠和海南長臀鮠2個群體的遺傳多樣性，表明2個群體內(nèi)部個體間的遺傳相似度都很高，同屬于1個有效種，這與微衛(wèi)星標(biāo)記得到的結(jié)果相一致。高志遠(yuǎn)等［16］對海南松濤水庫3個長臀鮠群體的線粒體DNA控制區(qū)全序列(D－Loop)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示長臀鮠的遺傳多樣性總體上比較貧乏，3個種之間并無明顯分化。樂小亮等［17］開展了海南長臀鮠Cytb基因的遺傳多樣性分析，通過測定海南長臀鮠Cytb基因的全序列，對其遺傳變異進(jìn)行檢測分析，單倍型間遺傳距離最大為0．001 7，表明海南長臀鮠遺傳變異較小。謝少林等［18］采用線粒體控制區(qū)分別對分布于廣東、廣西、云南、海南的長臀鮠進(jìn)行了遺傳結(jié)構(gòu)分析，不僅發(fā)現(xiàn)珠江、紅河長臀鮠沒有遺傳分化，結(jié)果還表明長臀鮠的野生資源貧乏，海南群體最為嚴(yán)重。

綜上所述，遺傳多樣性研究主要在海南長臀鮠和珠江長臀鮠中開展，應(yīng)用AFLP、SSR、mtDNA DLoop、Cytb基因?qū)﹂L臀鮠遺傳多樣性進(jìn)行分析，表明了長臀鮠遺傳多樣低，野生資源十分匱乏。長臀鮠分布于西江水系的廣東、廣西二省，海南島的南渡江和萬泉河水系，云南河口縣以下的紅河水系，貴州境內(nèi)的南、北盤江。海南、珠江和云南境內(nèi)紅河水系的長臀鮠遺傳多樣性顯示較低，而貴州境內(nèi)的長臀鮠還沒有遺傳多樣性研究的報道。

3 展望

關(guān)于長臀鮠研究報道大多數(shù)是關(guān)于人工養(yǎng)殖方法、生物學(xué)特性、營養(yǎng)成分分析，遺傳多樣性分析較少，至于其它的種質(zhì)資源評估等研究更是空白。長臀鮠群體的遺傳多樣性分析不僅是評估野生群體種質(zhì)資源狀況的手段，更是進(jìn)行引種養(yǎng)殖和人工繁育的關(guān)鍵。遺傳多樣性降低會使物種對環(huán)境適應(yīng)能力下降，難以應(yīng)對復(fù)雜多變的生存環(huán)境。珠江和海南長臀鮠的遺傳多樣普遍較低，若不及時采取保護(hù)措施，將會對該物種的生存產(chǎn)生威脅。

長臀鮠的種質(zhì)資源仍主要依賴于江河捕撈，關(guān)于人工繁殖的報道較少。張竹青等［19］培育苗種的成活率為34．7%，而成活率不僅與催產(chǎn)的實驗條件、開口飼料選擇有關(guān)，更與苗種本身的質(zhì)量有關(guān)。而海南長臀鮠、珠江長臀鮠以及云南長臀鮠的遺傳多樣性貧乏，生產(chǎn)出來的苗種質(zhì)量自然不會很高，因此有必要對其它區(qū)域，如云南、貴州的長臀鮠多樣性進(jìn)行深入調(diào)查研究，了解野生種質(zhì)資源狀況、各個地理群體的遺傳結(jié)構(gòu)，從根本上保證苗種的種質(zhì)質(zhì)量。

遺傳多樣性是人工選育的基礎(chǔ)，選育群體要保證有較高的遺傳多樣性，才能保證選育工作長期有效的開展。運用分子標(biāo)記進(jìn)行遺傳多樣性研究是從遺傳本質(zhì)上對種群進(jìn)行分析，可以省去傳統(tǒng)分析需要進(jìn)行的大量性狀測定工作，提高分析的效率和準(zhǔn)確率。線粒體DNA分子標(biāo)記技術(shù)出現(xiàn)最早，以母系遺傳為背景，在水產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。但是RAPD、AFLP、SSR鑒別能力更寬廣，有研究者將AFLP和RAPD進(jìn)行過比較，得出AFLP是最佳鑒定遺傳多樣性方法的結(jié)論［20］。隨著微衛(wèi)星標(biāo)記的積累，其高度多態(tài)性、重復(fù)性，以及對DNA質(zhì)量要求低等特點，相比于RAPD更能揭示群體遺傳結(jié)構(gòu)的總體特征，成為研究遺傳多樣性的理想標(biāo)記。在長臀鮠遺傳多樣性研究中，可以采用不同的分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)一步挖掘長臀鮠的基因資源，充分了解不同地理區(qū)域長臀鮠種群的遺傳多樣性，合理利用并保護(hù)野生資源。

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S965．199

A

1007－1474(2016)04－0063－03

2016－05－18

貴州省科技計劃課題項目“長臀鮠生長相關(guān)微衛(wèi)星標(biāo)記的篩選及其應(yīng)用潛力研究”［黔科合NY(2012)3053］

孔杰(1986—)，女，助理研究員，碩士，從事水產(chǎn)生物技術(shù)與魚類分子鑒定相關(guān)研究。E－mail:kellykj@126．com

*通訊作者:蔣曉紅(1968—)，女，副研究員，從事水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)研究。E－mail:243475908@qq．com