（海洋生物学专业论文）六种石斑鱼核型特征比较和染色体进化研究.pdf

摘要 摘要 采用常规核型分析、c 一带、a g - n o 飚、d a p i 荧光染料染色以及几种重复序列( 5 s r d n a 、1 8 sr d n a 和( t t a g g g ) i , ) 的荧光原位杂交技术对斜带石斑鱼ec o i o i d e s 、青 石斑鱼ea w a r a 、拟青石斑鱼e f a s c i a t o m a c u l o s u s 、赤点石斑鱼ea k a a r a 、褐石斑鱼 eb r u n e u s 和镶点石斑鱼ea m b l y c e p h a l u s 的核型特征进行描述比较和研究，结果如 下： l 、6 种石斑鱼二倍体染色体数目均为4 8 ，但其染色体组组成具有一定的差异， 核型公式分别为：斜带石斑鱼2 n = 4 8 ，2 s i n + 4 6 t ，n f = 5 0 ；青石斑鱼2 n = 4 8 ，4 8 t ， n f = 4 8 ：拟青石斑鱼2 n = 4 8 ，1 s t + 4 7 t ，n f = 4 8 ；赤点石斑鱼2 n = 4 8 ，2 s m + 8 s t + 3 8 t ，n f = 5 0 ；褐石斑鱼2 n = 4 8 ，2 m + 4 s i n + 4 2 t ，n f = 5 4 ；镶点石斑鱼2 n = 4 8 ，2 m + 4 6 t ，n f = 5 0 。 2 、分析了c 一带和d a p i 荧光带在6 种石斑鱼染色体上的分布，6 种石斑鱼染色 体c 一带和d a p i 荧光带的分布模式均不同。 根据染色体组中是否绝大多数染色体的着丝粒区域为c 一带异染色质这一特征， 可将6 种石斑鱼分为2 种类型：( 1 ) 染色体组中绝大多数染色体具有着丝粒带，此类 型中包括斜带石斑鱼和褐石斑鱼；( 2 ) 染色体组中绝大多数染色体不具有着丝粒带， 此类型又可根据是否具有恒定的异染色质带细分为：a 、绝大多数染色体无着丝粒带， 仅双臂染色体的整条短臂为恒定的异染色质带，如拟青石斑鱼和赤点石斑鱼，b 、绝 大多数染色体无着丝粒带，仅在部分染色体的着丝点位置具有变动带，此类型包括青 石斑鱼和镶点石斑鱼。 d a p i 荧光带的研究结果表明，除斜带石斑鱼外，其它5 种石斑鱼均具有d a p i 荧光亮带，具体模式如下：斜带石斑鱼各条染色体被均匀染色，无明显d a p i 荧光带； 青石斑鱼与褐石斑鱼在其着丝点位置具有荧光亮带，但青石斑鱼的荧光带信号非常微 弱而褐石斑鱼则较强；拟青石斑鱼和赤点石斑鱼染色体组中双臂染色体的整个短臂被 d a p i 染成明亮的荧光带；镶点石斑鱼在一些染色体的着丝点位置和第2 4 对染色体上 靠近端粒位置显示为荧光亮带。 褐石斑鱼绝大多数染色体着丝粒位置，拟青石斑鱼和赤点石斑鱼所有双臂染色体 的整个短臂既表现为c 带阳性也表现为d a p i 荧光亮带，说明这些位置染色体的结构 和碱基组成相似，可能具有同源性。 摘要 3 、不论是常规的g i e m s a 染色，还是c 一带以及d a p i 荧光染色体，拟青石斑鱼 染色体组中第l 对染色体为异形。该对染色体由1 条端部着丝粒染色体和l 条亚端部 着丝粒染色体组成，c 一带和d a p i 荧光带均表明该对染色体中的亚端部着丝粒染色 体，其整个短臂为染色体组中唯一1 条可以检测到c 带阳性以及d a p i 荧光亮带的染 色体，而同源染色体中的另外l 条则既无异染色质带也无d a p i 荧光带，可见该对同 源染色体为1 对异形染色体。这种同源染色体异形的现象在石斑鱼属中属首次发现。 4 、银染结果表明，在6 种石斑鱼种内和种间，n o r s 数目和分布模式具有多态 性。青石斑鱼、拟青石斑鱼、赤点石斑鱼和镶点石斑鱼染色体组中仅有l 对核仁组织 区位于第2 4 对染色体靠近着丝粒的位置上；斜带石斑鱼仅在第2 4 对染色体的短臂上 具有l 对n o r s ；褐石斑鱼染色体组中核仁组织区数目2 5 个，位于双臂染色体，既 第2 、9 、2 4 对染色体短臂上。 5 、利用荧光原位杂交技术研究5 sr d n a 和1 8 sr d n a 在6 种石斑鱼染色体上的 分布模式。结果表明5 sr d n a 在6 种石斑鱼染色体组中，均位于l 对中等大小端部 着丝粒染色体且靠近着丝点的位置上，种间和种内未观察到差异，在染色体上的分布 模式基本一致。这表明5 sr d n a 在石斑鱼属鱼类染色体上的分布模式具有较高的保 守性；6 种石斑鱼染色体组中，具有5 sr d n a 的染色体具有同源性。 利用f i s h 研究1 8 sr d n a 在6 种石斑鱼染色体上的分布模式，结果表明：褐石 斑鱼在3 对( 第2 ，9 和2 4 对) 染色体上具有明显杂交信号，并且在一些染色体的末端 也有较小和微弱的信号，检测到的r d n a 位点多于银染检测到的位点数；其它5 种石 斑鱼只能在第2 4 对染色体上检测到唯一1 对杂交信号，与银染结果一致。6 种石斑鱼 第2 4 对染色体上均具有n o r s 说明第2 4 对染色体在6 种石斑鱼中具有同源性。 6 、利用f i s h 技术检测端粒序列在6 种石斑鱼染色体上的分布，端粒探针杂交 信号仅局限在所有染色体的端粒位置，在染色体上的中间部位未检测到杂交信号。但 在褐石斑鱼中，发现有1 0 对染色体的端粒位置，杂交信号强度明显比其它位点的强 度高，信号大小也比其它染色体上的大，说明这些位置上的端粒序列拷贝数明显高于 其它位点。 7 、为了探索石斑鱼属鱼类进化分歧过程中染色体进化趋势与途径，本文综合了 6 种石斑鱼核型特征信息建立了系统进化树。通过与前人利用分子标记构建的系统进 化树进行对比，发现2 种进化树之间具有较好的一一对应关系。此外，系统进化树还 摘要 揭示了石斑鱼属染色体的进化规律：石斑鱼属系统进化树中不同分支中的石斑鱼染色 体进化采用不同形式的染色体重组以实现进化分歧。 关键词：石斑鱼；染色体；荧光原位杂交 i i i a b s t r a c t t h ek a r y o t y p i ec h a r a c t e r i s t i c so f6g r o u p e r se p i n e p h e l u sc o i o i d e s 、e a w a r a 、e f a s c i a t o m a c u l o s u s 、e a k a a r a 、eb r u n e u sa n de a m b l y c e p h a l u sw e r ei n v e s t i g a t e di nt h e p r e s e n tp a p e rb yu s i n gg i e m s a - s t a i n i n g ，c b a n d ，a g - n o r s ，d a p is t a i n i n g a n d f l u o r e s c e n c e ns i t uh y b r i d i z a t i o n ( f i s h ) w i t hr e p e t i t i v es e q u e n c i n g ( s sr d n a ，18 sr d n a ， a n d ( t t a g g g ) n ) t h e r e s u l t sa r ca sf o l l o w i n g ： 1 a l ls i xs p e c i e sp r e s e n t e du n i f o r md i p l o i dn u m b e r s ( 2 n = 4 8 ) ，y e td i f f e r e di nt h e i r k a r y o t y p i cf o r m u l a e ：ec o i o i d e si s2 n = 4 8 ，2 s i n + 4 6 t ，n f = 5 0 ；e a w a r ai s2 n - - 4 8 ，4 8 t , n f = 4 8 ：e f a s c i a t o m a c u l o s u si s2 n = 4 8 ，1 s t + 4 7 t , n f = 4 8 ；ea k a a r ai s2 n = 4 8 ，2 s m + 8 s t + 3 8 t ，n f = 5 0 ；eb r u n e u si s2 n = 4 8 ，2 m + 4 s m + 4 2 t ，n f = 5 4 ；e a m b l y c e p h a l u si s2 n - - 4 8 ，2 m + 4 6 t ，n f = 5 0 2 a l ls i xs p e c i e ss h o w e ds p e c i e s - s p e c i f i cc - b a n da n dd a p i b a n dp a t t e r n s a p p r o x i m a t e l yt w og r o u p so fc - b a n dp a t t e r n sc o u l db co b t a i n e d ：( i ) t h ec o n s t i t u t i v e h e t e r o c h r o m a t i nw a so b s e r v e da tt h ec e n t r o m e r i cr e g i o no nm o s tc h r o m o s o m e s ，a si ne c o i o i d e sa n deb r u n e u s ；2 ) h e t e r o c h r o m a t i nw a sa b s e n ta tt h ec e n t r o m e r i cr e g i o no fm o s t c h r o m o s o m e s ，a si nt h eo t h e rf o u rs p e c i e s a n di nt h es e c o n dg r o u p ，s t i l lt w os u b t y p e s c o u l db eo b s e r v e d ：a ) c - b a n d i n gh e t e r o c h r o m a t i nc o n s t a n t l yo c c u p i e dt h et o t a ls h o r ta r l lo f t h eb i a r m e dc h r o m o s o m e s ，a si ne f a s c i a t o m a c u l o s u sa n de a k a a r a ；b ) c - b a n d i n g h e t e r o c h r o m a t i nw a s o c c a s i o n a l l y o b s e r v e da tt h ec e n t r o m e r i c r e g i o n o ns o m e c h r o m o s o m e s ，a si ne a w a r oa n de a m b l y c e p h a l u s d a p if l u o r o c h r o m ea n a l y s e ss h o w e dt h a ta l ls i xs p e c i e so fe p i n e p h e l u sp o s s e s s d i s t i n c td a p if l u o r e s c e n tb a n d se x c e p te c o i o i d e a f l u o r e s c e n tb a n ds i g n a l sw e r e o b s e r v e da tt h ec e n t r o m e r i cr e g i o n so fc h r o m o s o m e si ne a w a r aa n de b r u n e u s ，f a i n t e ri n e a w a r aa n ds t r o n g e ri ne b r u n e u s ；t h ew h o l es h o r ta r m so fb i a r m e dc h r o m o s o m e s s h o w e db r i g h td a p if l u o r e s c e n tb a n d si n e f a s c i a t o m a c u l o s u sa n de a k a a r a ；a n d f l u o r e s c e n tb a n d sw e r eo b s e r v e da tt h ec e n t r o m e r i cr e g i o n so fs o m ec h r o m o s o m e sa n dt h e s u b t e l o m e r i cr e g i o no fp a i rn o 2 4c h r o m o s o m ei ne a m b l y c e p h a l u s t h ec o n c u l t g n c eo f c - p o s i t i v e b a n d sa n dd a p if l u o r e s c e n tb a n d sa tt h e p e r i c e n t r o m e r i cr e g i o n so fm o s tc h r o m o s o m e si ne b r u n e u sa n do nt h ew h o l es h o r ta r mo f i v b i a r m e dc h r o m o s o m e si ne f a s c i a t o m a c u l o s u sa n de a k a a r ai n d i c a t e dt h a ta tt h e s e p a r t i c u l a rl o c a t i o n s ，t h ec h r o m o s o m es t r u c t u r ea n db a s e sw e r es i m i l a ra n dt h e r e f o r ec o u l d b eh o m e o l o g o u s 3 c h r o m o s o m ep a i rn o 1o fef a s c i a t o m a c u l o s u sw a sh e t e r o m o r p h i c n o to n l y g i e m s a - s t a i n i n gr e s u l t ss h o w e dt h a ti ti sc o n s i s t e do fas u b t e l o c e n t r i cc h r o m o s o m ea n da t e l o c e n t r i cc h r o m o s o m e ，c - b a n d sa n dd a p if l u o r e s c e n tb a n d sa l s oo c c u r r e do n l yo no n eo f t h eh o m e o l o g o u sc h r o m o s o m e s t h es u b t e l o c e n t r i cc h r o m o s o m e n oc - b a n d i n go rd a p i f l u o r e s c e n ts i g n a l sw e r ed e t e c t e do nt h et e l o c e n t r i cc h r o m o s o m e i nt h e g e n u so f e p i n e p h e l u s ，n os u c hp a i ro fh e t e r o m o r p h i ch o m e o l o g o u sc h r o m o s o m e sh a se v e rb e e n r e p o r t e d 4 t h e r ea r ei n t e r - s p e c i e sv a r i a t i o n si nt h en u m b e ra n dd i s t r i b u t i o np a t t e r no fn o r s i nt h es i xs p e c i e so fe p i n e p h e l u s i ne a w a r a 、e f a s c i a t o m a c u l o s u s 、ea k a a r aa n de a m b l y c e p h a l u s ，as i n g l e p a i ro fn o r sw a sd e t e c t e da tt h ep a r a c e n t r o m e r i cr e g i o no f c h r o m o s o m ep a i rn o 2 4 i ne c o i o i d e s ，as i n g l ep a i ro fn o r sw a sa l s od e t e c t e do n c h r o m o s o m ep a i rn o 2 4 ，b u ti tw a sl o c a t e do nt h et e l o m e r eo ft h es h o r ta r m so f c h r o m o s o m e p a i rn o 。2 4 i ne b r u n e u s ，t h en u m b e ro fn o r s v a r i e sf r o m2t o6 ，a n dt h e y a l w a y sa p p e a r e do nt h et e l o m e r eo ft h es h o r ta r n lo fb i a r m e dc h r o m o s o m e s ( n o 2 ，9a n d 2 4 ) 5 f l u o r e s c e n c ei ns i t uh y b r i d i z a t i o n ( f i s h ) t e c h n i q u ew a su s e dt o s t u d yt h e d i s t r i b u t i o np a t t e r n so f5 sr d n aa n d18 sr d n ao nc h r o m o s m o e so fs i xs p e c i e so f e p i n e p h e l u s n oi n t e r - o ri n t r a - s p e c i e sd i f f e r e n c e sw e r ed e t e c t e di nt h ed i s t r i b u t i o np a t t e r n o f5 sr d n a i na l l6s p e c i e s ，5 sr d n aw a sl o c a t e da tt h ep a r a c e n t r o m e r i cr e g i o no fap a i r o fm i d d l e 。s i z e dt e l o c e n t r i cc h r o m o s o m e t h i si n d i c a t e dt h a t5 sr d n ad i s t r i b u t i o np a t t e r n s w e r ec o n s e r v a t i v ea n dt h e5 sr d n a b e a r i n gc h r o m o s o m e sw e r eh o m e o l o g o u si nt h e s e6 s p e c i e s i nf i v eo ft h es i xs p e c i e s ，as i n g l ep a i ro f18 sr d n ah y b r i d i z a t i o ns i g n a l sc o u l db e d e t e c t e do n l yo nc h r o m o s o m ep a i rn o 2 4 ，c o r r e s p o n d i n gt os i l v e rs t a i n i n gr e s u l t s t h e e x c e p t i o nw a se b r u n e u s ，i nw h i c hs t r o n gh y b r i d i z a t i o ns i g n a l sw e r eo b s e r v e do nt h r e e p a i r s o fc h r o m o s o m e s f n o 2 ，9a n d2 4 ) a sw e l l a sw e a ks i g n a l so ns o m eo t h e r c h r o m o s o m e s 18 sr d n ad i s t r i b u t i o np a t t e m sr e v e a l e dt h a tc h r o m o s o m ep a i rn o 2 4w e r e h o m e o l o g o u si nt h e s e6s p e c i e s v 6 t h el o c a l i z a t i o no ft h et e l o m e r i cs e q u e n c e ( t t a g g g ) n0 nc h r o m o s o m e so ft h es i x s p e c i e sw a sa l s oa n a l y z e d i na l ls p e c i e s ，t h et e l o m e r i cs e q u e n c e s ，d e t e c t e db yf i s h ，w e r e r e s t r i c t e dt ot e l o m e r e s ，a n dn oi n t e r s t i t i a ls i t e sw e r e0 b s e r v e d h o w e v e r , i neb r u n e u s ， s i g n i f i c a n ti n c r e a s eo fh y b r i d i z a t o ns i g n a li n t e n s i t ya to n ee n do fc h r o m o s o m ew a s o b s e r v e di n1 0p a i r so fc h r o m o s o m e s t h i ss u g g e s t e dt h a ta tt h e s es p e c i f i cl o c a t i o n s ， t e l o m e r i cs e q u e n c e sw e r er e p e a t e dm a n ym o r et i m e st h a na tt h eo t h e rl o c a t i o n s 7 t oe x p l o r et h ee v o l u t i o n a r yt r e n da n dp r o c e s so fc h r o m o s o m e si nt h ee p i n e p h e l u s d u r i n gd i v e r s i f i c a t i o n , t h i ss t u d ys u m m a r i z e dt h ek a r y o t y p i cc h a r a c t e r i s t i c so fs i xs p e c i e s o fg r o u p e r sa n db u i l tap h y l o g e n e t i ct r e eb a s e do nt h eg i e m s a - s t a i n i n g ，c - b a n d ，a g - n o r s ， d a p ia n df i s hw i t hr e p e t i t i v es e q u e n c i n g ( 5 sr d n a ，18 sr d n a , a n d ( t t a g g g ) n ) e x p e r i m e n t a lr e s u l t s t h eg r o u p i n g so ft h i st r e ec o r r e s p o n d e dw e l lw i t hm a n yo t h e rf o r m e r s t u d i e si nw h i c hp h y l o g e n e t i ct r e e sw e r eb u i l tb a s e do nm o l e c u l a rm a r k e ri n f o r m a t i o n m o r e o v e r , t h i sk a r y o t y p i cp h y l o g e n e t i et r e ef u r t h e rr e v e a l e dt h a ts p e c i e so fd i f f e r e n tc l a d e t e n dt oe v o k et h r o u g hd i f f e r e n ta p p r o a c h e s k e yw o r d s ：e p i n e p h e l u s ；g r o u p e r ；c h r o m o s o m e ；f i s h ( f l u o r e s c e n c e ns i t uh y b r i d i z a t i o n ) v i 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成 果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在 文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利 和责任。 声明人( 签名) 沙呼 唧年9 月易夕目 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦 门大学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸 质版和电子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允 许论文进入学校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关 数据库进行检索，有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定。 本学位论文属于 1 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ) ( 请在以上相应括号内打“4 ”) 日期： o 年p 月刁日 ， 醐一7 年粕尹 六种石斑鱼核型特征比较和染色体进化研究 第一章绪论 鱼类在脊椎动物门中，是最为低等的脊椎动物类群，同时也是世界上最为丰富的 脊椎动物类群。全世界共有鱼类2 4 ，6 1 8 种，隶属于5 7 个目4 8 2 科4 2 5 8 属，占脊椎动 物种类总数的一半以上，其中海水鱼类约为1 3 ，0 0 0 种n ，。鱼类在脊椎动物进化中处于 承先启后的地位，有着长久的进化历史和繁多的演化分枝。鱼类在进化过程中表现出 各种趋同性、趋异性和保守性，变化纷繁，物种进化异常活跃。鱼类不仅具有重大的 经济价值，而且还具有多种多样的生物学特性，例如在生殖方式上，有卵生、胎生、 卵胎生。鱼类在性别决定中具有多种表现形式，有些鱼类雌雄同体，有些鱼类则具有 性逆转现象。在染色体水平鱼类具有多种多样的染色体性别决定系统，许多鱼类没有 特定的性染色体，控制性别的基因分散在常染色体上豳；一些鱼类具有性染色体，且 有多种表现形式，如x x x y ，z z z w ，x l x l x e x e x i x 2 y ，x x x y l y 2 和z z z w i w 2 等都有报道啪。可见，许多鱼类可为生物学中物种的发生，进化，近缘种的鉴定，性 染色体的发生等问题的研究，提供大量多种多样，且具有相应生物学特性的优质研究 材料，因此对鱼类进行系统的研究，具有重要的理论意义。 石斑鱼属种类繁多，f a o 记载有9 8 种，多数种类是热带和亚热带重要的经济鱼 类，不仅是重要的捕捞对象，有些已成为名贵的养殖品种。石斑鱼外部形态及骨骼形 态相似，在分类上多以条纹、斑点及体色作为主要依据。然而在不同环境或生理条件 下，许多石斑鱼类的体色花纹往往会发生显著变化，某些种类的幼鱼与成鱼之间也有 显著差别，常由此引起一些种类鉴定上的失误和系统分类上的争议。因此，石斑鱼的 分类一直是鱼类系统分类学的一个难题。尽管在d n a 水平已对石斑鱼类的系统进化 关系做了研究“，但是一些近缘种在d n a 水平上差异很小；而且利用不同d n a 序列 构建的系统进化树，在一些分支内的物种，其进化位置无法确定；另外已做过核型研 究的2 0 种石斑鱼属鱼类，大多数种类的染色体组组成相同，全部为端部着丝粒染色 体，这种核型上的保守性与属内物种的多样性存在矛盾。因此如何更准确的对石斑鱼 属鱼类近缘种进行鉴别，如何确定系统进化树上分支中各个物种的进化地位，以及了 解石斑鱼属鱼类的进化等问题，需要从新的角度进行研究解决。 染色体是生物遗传物质的主要载体，染色体的数目、形态、减数分裂过程的行为 状态以及染色体带型特点都具有种特异性，而且记载了生物进化的历史。遗传物种许 多微小变异的积累，就可能引起物种的分化，并影响到与进化有关的许多过程。而染 六种石斑鱼核型特征比较和染色体进化研究 色体的畸变、重组和染色体数目的改变，牵涉到大量的基因，因此染色体水平上的变 异，可能会导致生物形态和生物学特性的变异，甚至是成种事件的发生。因此通过对 鱼类染色体的研究不仅能了解生物的遗传组成、遗传变异规律和发育机制，而且有助 于近缘物种的鉴定和系统进化等有关问题的研究，同时对种间杂交和多倍体育种结果 的鉴定等诸多问题都具有重要的意义。 然而有关石斑鱼属鱼类核型特征的研究仅有少数报道。到目前为止，国内外已进 行过核型研究的石斑鱼属鱼类仅有2 0 种，主要集中在常规的核型分析，而利用染色 体显带和f i s h 技术对石斑鱼染色体的核型特征进行详细研究的报道极少。因此综合 利用多种技术方法对石斑鱼属鱼类的染色体核型特征进行描述比较研究，了解其遗传 组成，可为近缘种的鉴定和系统进化提供基础资料和理论依据。 一鱼类染色体研究进展 鱼类染色体研究所用方法与其它动植物相同，它们包括：常规的染色体核型分析、 染色体显带( c 一带，g 一带，q 带，复制带，a g - - n o r s 等) 以及最近发展起来的荧 光原位杂交技术。 1 鱼类染色体核型研究进展 染色体核型是指某种生物个体或某一分类群( 种、亚种或变种、居群) 的染色体的 数目、大小和形态等特征的总和，是染色体分析中的基本方法嘲。研究内容包括生物 的二倍体数( 2 n ) 、臂数( n f ) 、相对长度、臂比指数等。染色体根据着丝点的位置可 以分为4 种类型：中部着丝粒染色体、亚中部着丝粒染色体、亚端部着丝粒染色体和 端部着丝粒染色体。不同类型的染色体所具有臂的数目不同，中部和亚中部着丝粒染 色体具有2 条臂，而端部或亚端部着丝粒染色体则仅有l 条臂，核型中各条染色体臂 数的和称为该物种的臂数( n f ) ，而长臂短臂则为臂比指数。相对长度就是指每对染 色体长度占整个单倍体染色体总长度的千分值。 对鱼类染色体的研究，早在2 0 世纪初就有鱼类染色体数目的报道，然而直到1 9 6 6 年，o j i m a 等首次采用空气干燥法成功地研究了鱼类的染色体核型后，鱼类染色体的 研究才得到较快的发展嘲。迄今为止，世界上进行过细胞遗传学分析的鱼类目前已经 超过1 7 0 0 种嘲，还不到鱼类总数的1 0 ，且在所研究的鱼类中，大多数为淡水鱼类； 已做过核型研究的海水鱼类约6 0 0 余种n 们。从7 0 年代初，国内开始进行淡水鱼类染色 体研究，据不完全统计，到2 0 0 6 年底，共报道3 0 0 余种，约为我国淡水鱼种类总数 2 六种石斑鱼核型特征比较和染色体进化研究 的3 0 。我国海水鱼类的染色体核型研究起步较晚，1 9 8 5 年才有报道，。到2 0 0 6 年 底，国内已研究过的海水鱼类共8 目2 6 科约8 0 种，不到我国海洋鱼类总数的3 ( 见 表1 1 ) 。 表1 1 我国海水鱼类染色体核型研究概况 种类 2 n 核型公式文献 六种石斑鱼核型特征比较和染色体进化研究 4 六种石斑鱼核型特征比较和染色体进化研究 纳纳科 形 目 许氏平触s e b a s t e ss c h l e g e l i 4 8 4 8 褐菖纳s e b a s t e sm a r m o r a t u s 4 8 铠平纳& h u b b s i 4 8 2 m + 4 6 t 2 m + 2 s m + 4 4 t 2 m + 4 6 t 3 m + 2 s t + 4 3 t ( 雌) 【5 4 】 【5 6 】 【5 7 】 1 5 8 】 黑平纳( 黑鳃) & n i g r i c a n s 4 82 m + 4 6 t 【5 9 】 杜父鱼科 绒杜父鱼h e m i t r i p t e r u sv i l l o s u s 4 6 2 0 m + 1 6 s m + l o t 4 5 】 目 桂皮斑鲆p s e u d o r h o m b u sc i n n a m o m e u s 4 84 8 t 1 3 1 纯科红鳍东方纯f u g ur u b i p e s 4 4 1 2 m + 6 s i n + 2 6 t 2 0 m , s m + 2 4 s t , t 暗纹东方纯t a k i f u g u o b s c u r u s4 4 4 4 t 5 【“】 【1 3 】 6 5 】 六种石斑鱼核型特征比较和染色体进化研究 2 鱼类染色体显带研究进展 染色体显带是二十世纪6 0 年代末兴起的一项细胞学技术，它通过对染色体标本 进行酸、碱、酶等处理，并用特定的染料染色后，使染色体在其长轴上显示出一条条 明暗交替或深浅不同的横纹，这些横纹即为染色体的带。每条染色体都显示出不同的 特定带纹，其带纹的数目、位置、宽窄与深浅具有相对的稳定性，因此是一种用来描 述染色体形态及特征的强有力工具。由于显带方法多种多样，各种方法所显示的带纹 揭示的内容不尽相同，既可以揭示染色体在成分和结构上的差别，同时也可以对染色 体的行为和功能等方面进行检测。因此，染色体显带技术在细胞学、遗传学、细胞分 类学、染色体工程、遗传育种等基础理论和应用科学方面都有广泛应用。 在脊椎动物中与哺乳动物染色体相比，鱼类染色体长度较短，染色体数目偏多， 染色体组组成中绝大多数染色体为端部着丝粒染色体，并且大小差异较小，呈连续性 分布。在哺乳类染色体研究中卓有成效的各种显带技术在鱼类染色体研究中，除c 带 和a g - n o r s 带技术得到较广泛应用外，其它显带技术研究进展缓慢。因此国内外在 常规的鱼类染色体研究上仍偏重于核型分析，以及c 带和a g - - n o r s 分析。 2 1 g - n o r s a g - - n o r s 是由g o o d p a s t u r e 和b l o o m 首创的核仁组织区域( n u c l e o l u so r g a n i z i n g r e g i o n s ，n o r s ) 的特异性染色方法嘲。a g - - n o r s 是基因组中1 8 s 5 8 s 2 8 sr d n a 所 在且具有转录活性的r d n a 所在的位置。种间n o r s 绝对数目和在染色体上的分布模 式不同，是一种种特异性标记时一。种内不同种群间n o r s 的大小和数目不同，又是 一种可用于遗传结构分析的遗传标记m 一。因此，自创建以来，a g - - n o r s 法已被广 泛地应用于动植物染色体研究中，获得了可靠的结果，并以此作为研究物种间的亲缘 关系和染色体进化的一个指标m 一。另外a g - - n o r s 多态性也可以作为核型进化的指 标来探讨近缘物种间或物种内不同地理居群间关系咖。 自从k l i n g e r m a n 等1 9 7 7 对鱼类的n o r s 进行研究以来，银染已在鱼类染色体 研究中得到了广泛的应用。如1 9 9 0 年a m e m i y a 和g o l d 等就分析了5 0 种北美鲤科鱼 n o r s 的变异m ，；任修海等也在1 9 9 6 对我国3 6 种鲤科鱼类的核仁组织者区进行了比 较分析。但是我国海水鱼类的a g - - n o r s 的研究报道较少，到现在仅对7 个种类进 行了研究，仅占已研究核型的海水鱼类的8 9 ，它们包括拟青石斑鱼e f a s c i a t o m a c u l o s u s 、黑边石斑鱼ef a s c i a t u s l 2 1 、鲕p l a t y c e p h a l u si n d i c u s 洲、真鲷 6 六种石斑鱼核型特征比较和染色体进化研究 p a g r o s o m u sm a j o r 咖、黑鲷s p a r u sm a c r o c e p h a l u s 嘲、点带石斑鱼em a l a b a r i c u s 嘲和半 滑舌鳎c y n o g l o s s u s s e m i l a e v i s 嗍。 a g n o r s 在鱼类中的应用主要集中在以下几方面： 2 1 1 系统进化研究 不同物种间n o r s 在染色体上的绝对数目和在染色体上的位置不同。一些物种二 倍体中期分裂相中仅能检测到1 个n o r s ，如黑斑原跳( g l y p t o s t e r n u mm a c u l a t u m ) ， 其n o r s 为单倍性，也就是说在其二倍体基因组中，仅有1 个n o r s t ”，；而一些物种 则有多达十几对，多数为2 4 个。n o r s 在染色体上的位置主要分为以下几种：靠近 着丝点位置指位于染色体臂上且靠近着丝粒位置上的n o r s ：靠近端粒位置 分布在染色体臂上且靠近端粒位置上的n o r s ；端部位置位于染色体两臂末端的 n o r s 。n o r s 可以作为一种较好的种特异性标记来区分物种。同时染色体n o r s 变异 与物种分化相关，全面系统的n o r s 分析可以用于探讨鱼类的起源与演化，因此可 以用来对生物的系统进化进行研究。 早在1 9 9 0 年，a m w e m i y a 和g o l d 等就曾系统分析了北美鲤科5 0 种鱼类n o r s 的变异。任修海等对中国已研究过核仁组织者区的3 6 种鲤科鱼类进行研究t e e ，并与 a m w e m i y a 对北美鲤科鱼类的研究结果进行比较认为：中国鲤科鱼类大多数具有较特 化的n o r s 表型，n o r s 变异远较北美鲤科鱼类剧烈；染色体n o r s 变异与物种分化 相关，全面系统的n o r s 分析可用于探讨鱼类的起源与演化；n o r s 具有十分清楚的 生理功能，可在细胞水平上观察，是研究染色体进化与基因结构与进化、调控的良好 模型。常重杰等对鲤科鱼类7 种鲔亚科鱼类的a g - - n o r s 进行了比较研究，发现鲐亚 科鱼类在进化过程中，n o r s 数目有增加的趋势嘲。并对我国鲤科鱼类的起源进行了 探讨，认为中国鲤科鱼类具有较特殊的银染核型。东亚地区的鲤科鱼类具有双重来源， 部分种类来自1 日：l k 区，部分来自中国印度区。在东亚区的鲤科鱼类中占优势的是后来 发展起来的亚科或从原始亚科中派生出来的，具有较高的进化地位。 2 1 2 群体遗传结构 a g - n o r s 在种内具有多态性，也就是种内不同个体间，其n o r s 具有大小和数目 的变化。在一些物种中，这种多态性表现在不同群体间。因此可以用来研究群体遗传 结构。 s o l a 等对3 个采样地点：s a r d i n i a ，c e n t r a lt h y r r e n i a ns e a ( s e m ) 、s o u t ht h y r r e n i a n 7 六种石斑鱼核型特征比较和染色体进化研究 s e a ( m ) 和a f r i c a nc o n t i n e n t a ls h e l f , m e d i 咖e 锄s e a ( l e m ) 的东大西洋石斑 鱼( em a r g i a n t u s ) 的染色体核型特征进行了研究，发现3 地的东大西洋石斑鱼其n o r s 在数目上存在差异m ，。3 个群体在第2 4 对染色体上都具有l 对n o r s ，但是在s e m 群 体，在第2 对染色体的端粒位置还有l 对n o r s ，也就是该群体具有2 对n o r s 。f e r r o 等对粗鳍丽脂鲤a s t y a n a xs c a b r i p i n n i s 的核型特征进行了研究，并与以前的研究结果 进行比较分析，发现其n o r s 数量与样品采集地点的海拔高度具有一定的关系i s