鲤鱼染色体组型的研究

鲤鱼染色体组型的研究吕真(河南科技学院动物科学系，新乡，453003)摘要：方法：本文采用空气干燥法制备鲤鱼的中期染色体。结果表明：鲤鱼染色体是二倍体，数目为2n=100，核型公式为：2n=22m+24sm+54st.t,染色体总臂数NF=146。结论：不同产地的鲤鱼核型之间存在差异。关键词：鲤鱼染色体组型核型（Karyotype）是指染色体组在有丝分裂中期的表现，包括染色体的数目﹑大小﹑形态特征等。按照染色体的数目﹑大小和着丝粒位置﹑臂比﹑次缢痕﹑随体等形态特征，对生物体内的染色体进行配对﹑分组﹑归类﹑编号等分析的过程称为染色体核型分析(Karyotypeanalysis)[1]。对鱼类细胞染色体组型进行分析研究，不仅有助于了解生物的遗传组成，遗传变异规律和发育机制，而且对预测鉴定种间杂交和多倍体育种的结果，了解性别遗传机理以及基因组数，物种起源，进行种族关系的鉴定都具有重要的参考价值[2]。早在本世纪三十年代就开始了对鱼类染色体的研究，以后，许多学者对大量鱼类的染色体组型进行过考察，在我国2千多种鱼类中已对约240种鱼的染色体核型作过介绍。日本研究者Makino[3]曾以精巢为材料，以经典的切片方法，研究了鲤鱼的染色体，指出二倍体染色体数目为104，单倍体染色体数目为52。后来Ojima和Hitotsumachi[4]以精巢与肾为材料，未经培养（直接法），采用低渗处理和空气干燥法制作染色体标本，对鲤鱼的染色体组型进行过分析,得出其二倍体染色体数目为100。我国的相关研究是从八十年代才开始的，吴志安[5]﹑王蕊芳[6]﹑余先觉[7]等相继作出了有关染色体研究的报道。本文对鲤鱼染色体核型进行研究分析，以期为鲤科鱼类种质资源的利用和保护提供基础资料，同时与以前的相关报道加以比较。1．材料与方法1.1实验材料实验用鲤鱼（Cyprinuscarpio）于2004年5月购于新乡市洪门镇市场，共6条，性别经过性腺鉴定为4雄﹑2雌，体重470—670g，体长25—32cm。1.2实验方法1.2.1肾细胞染色体标本的制备采用经典的肾细胞法[7]稍加修改制备了鲤鱼的染色体。具体步骤如下：在取样前按3μg/g体重腹腔注射秋水仙素（浓度为0.1%）,3.5小时后剪断鳃丝血管放血10分钟，再处死鱼取头肾放于盛有0.75%生理盐水的培养皿中清洗2—3遍，洗去血渍，尽量剔除干净结缔组织、脂肪组织；再将剩余头肾组织块儿转入研钵中，加入少量生理盐水研磨，取上清液于离心管中离心收集细胞，加入35℃预热的0.05mol/LKCL,用吸管将细胞团吹均匀，置于电热恒温水温箱中低渗处理35分钟，再离心收集肾细胞，经过三次卡诺氏固定液固定后，制成细胞悬液，冰片滴片，空气干燥，用1：9Giemsa染液染色20分钟，蒸馏水冲洗，晾干，镜检。1.2.2染色体组型分析在雌、雄个体中各计数50个分裂中期细胞确定染色体数目。核型分析参数均为三个细胞所测的平均值。从鲤鱼的染色体标本中，随机选取清晰可数的中期分裂相100个以上放大后计算每个分裂相中的染色体数目，再进行染色体数目统计，确定染色体众数和倍性。在油镜下选择5个图象清晰，数目完整，长度适中的中期分裂相拍照，照片放大后，剪下每条染色体，用游标卡尺测量全长，短臂长和长臂长，计算其相对长度和臂比，并依据Levan[8]1964年所提出的标准确定染色体类型，进行同源染色体配对，并按其长度由大到小，分组剪贴，排列编号，翻拍成片。2结果2.1鲤鱼的染色体数目鲤鱼的中期染色体数目统计和分裂相分别见表1和图1。从表1可见,鲤鱼体细胞染色体数目2n=100的细胞有74个,占计数总数的74%,2n100的有13个,占计数总数的13%,2n100的有3个,占计数总数的3%。因此可以确定鲤鱼的二倍体细胞染色体数为2n=100。其它具非众数染色体的细胞,很有可能是由于鲤鱼染色体数目较多,制片过程中少数染色体丢失的结果。2.2鲤鱼染色体组型根据鲤鱼染色体相对长度和着丝点位置的测量结果将鲤鱼的全部染色体配成50对(表2)，按Levan命名法分成3组，其中：具中部着丝点的染色体(m组)11对；亚中部着丝点染色体(sm组)12对；亚端部和端部着丝点染色体(st.t)27对。鲤鱼染色体组型见(图2)。从以上可以得出：鲤鱼的染色体为：2n=100，核型公式为：2n=22m+24sm+54st.t，染色体总臂数(NF)为146。表1鲤鱼染色体计数Table1.frequencydistributionofdiploidchromosomecountsinCyprinuscarpio染色体2n分布数目合计DiploidchromosomecountTotal7880829092959899100102105细胞数211421317421100numberofcell(%)211421317421100图1鲤鱼中期染色体分裂相Figure1MetaphasechromosomesofCyprinuscarpio图2鲤鱼染色体组型Figure2KaryotypeofCyprinuscarpio表2鲤鱼核型分析参数Table2parametersofkaryotypeofCyprinuscarpio染色体序号相对长度臂比类型染色体序号相对长度臂比类型12.99±0.241.14±0.09m1262.14±0.073.35±0.26st322.86±0.611.29±0.14m2271.19±0.064.17±0.44st432.62±0.141.66±0.29m3281.87±0.073.03±0.05st542.48±0.011.15±0.13m4291.80±0.013.13±0.28st652.26±0.271.15±0.37m5301.76±0.013.97±0.27st762.12±0.081.58±0.21m6311.73±0.053.32±0.03st872.06±0.041.25±0.06m7321.65±0.123.05±0.03st982.01±0.031.13±0.01m8331.59±0.303.63±0.18st1091.97±0.101.57±0.33m9341.43±0.144.14±0.11st11101.69±0.031.16±0.02m10351.37±0.053.35±0.09st12111.64±0.181.18±0.13m11361.33±0.073.24±0.36st13123.83±1.082.04±0.07sm1370.83±0.034.18±0.06st14133.42±0.442.34±0.02sm2382.33±0.14∞t1142.86±0.192.27±0.09sm3392.08±0.08∞t2152.64±0.022.08±0.03sm4401.92±0.01∞t3162.48±0.152.28±0.04sm5411.84±0.04∞t4172.39±0.181.86±0.03sm6421.82±0.00∞t5182.19±0.081.78±0.02sm7431.78±0.02∞t6192.16±0.021.93±0.01sm8441.69±0.02∞t7202.04±0.231.77±0.32sm9451.68±0.05∞t8211.96±0.011.89±0.04sm10461.52±0.09∞t9221.88±0.222.10±0.03sm11471.47±0.03∞t10231.31±0.791.80±0.05sm12481.39±0.00∞t11242.47±0.303.87±0.53st1491.31±0.07∞t12252.18±0.103.28±0.45st2501.19±0.04∞t133.讨论关于鲤鱼染色体数目和核型,前人已有许多研究报道,现在一致认为鲤鱼染色体可分为(m),(sm),(st.t)三组,但在分组上略有差异。不同研究者所得出的二倍体染色体数目完全一致,染色体臂数也接近,其差异主要表现在染色体的分组和着丝点位置的确定[5,6,7]。本文所得鲤鱼核型公式的结果与余先觉等报道较一致,但与吴政安,王蕊芳报道的则出入较大。虽然不同研究者研究的鲤鱼染色体组型存在着差异,但根据各染色体组型得到的染色体臂数却较为接近,并且报道中鲤鱼每组染色体的各相邻两对染色体之间无明显差异,大小呈递减趋势排列。另外,本文在所观察的任何一个分裂相中,并未发现带有特殊标志性特征(如随体﹑次缢痕等)的染色体。在雌雄个体之间,并未发现与性别决定有关的异型染色体的存在。参考文献[1]李宁.动物遗传学.北京：中国农业出版社，2003.1：27～28[2]吴仲庆.水产生物遗传育种学.厦门：厦门大学出版社，7～25[3]Makino,S.:1939.cytologia,9:43～440[4]Ojima.Y.and.S.Hitotsumachi:1967.JapanJ.Genetics,42(3):163～167[5]吴政安，杨慧一.鱼类遗传学的研究Ⅱ：鱼类淋巴细胞的培养及其染色体组型分析.遗传学报，1980,7(4):370～375[6]王蕊芳，施立明，贺维顺.几种鲤鱼染色体核仁组织者的银染观察.动物学研究，1985,6(4):391[7]余先觉，周暾，李渝成等.中国淡水鱼类染色体.北京：科学出版社，1989:9～18,77120～122，135～136，162[8]Levan,A,Fredga,K.andSandberg,A.A,Nomenciatukeforcentromericpositiononchromosomes,Heriditas.1964,52(2):200～201StudyonKaryotypeofCyprinuscarpioLvzhen(HenanInstituteofScienceandTechnology,xinxiang,453003)Abstract:ThekaryotypesofCyprinuscarpiowerestudedfromheadkidneycellsbyair-drytechnique.TheresultsindicatedthatthechromosomenumberofCyprinuscarpiowas2n=100withkaryotypeformula2n=22m+24sm+54st.t,comprisingof11pairsofmetacentricchromosomes(groupm),12pairsofsubmetacentricchromosomes(groupsm)and27pairsofsubtelocentricoracrocentricchromosomes(groupst.t).Keywords:Cyprinuscarpio;Chromosome;Karyotype