（水产养殖专业论文）波纹唇鱼的核型和线粒体全基因组结构分析.pdf

摘要 波纹唇鱼( c h e i l i n u su n d u l a t e s ) 隶属鲈形目( p e r c i f o r m e s ) 、隆头鱼科( l a b r i d a e ) 、 唇鱼属( c h e i l i n u s ) ，自1 9 9 6 年至2 0 0 5 年间曾四度被世界自然保护联盟( i u c n ) 、世界 自然基金会( w w f ) 等组织和濒危野生动植物种国际贸易公约( c i t e s ) 列入濒危物 种名单。所以，波纹唇鱼的资源保护和增殖是国内外关注的重大课题。目前，对波纹唇 鱼的种质资源研究进行的比较少。本实验采用细胞遗传学和分子生物学方法对波纹唇鱼 的染色体核型和线粒体基因组全序列进行了研究，旨在为波纹唇鱼这一濒危鱼类的遗传 育种工作提供更多基础资料。研究取得的主要成果有： 1 采用p h a 、秋水仙素腹腔注射和空气干燥制片法以头肾组织为材料，对波纹唇鱼 的染色体核型进行了研究。波纹唇鱼染色体的数目为2 n = 4 8 。其中中部着丝粒染色体 ( m ) 3 对，端部着丝粒染色体( t ) 2 1 对。核型公式为2 n = 4 8 = 6 m + 4 2 t ，染色体总臂数n f = 5 4 。 未发现随体、次溢痕及性染色体，其核型符合典型的高位类群鱼类核型特征。 2 通过2 3 对引物进行p c r 扩增并测序，首次获得波纹唇鱼全长1 6 6 0 2 b p 的线粒体 基因组全序列。波纹唇鱼线粒体基因组结构组成与其他脊椎动物的结果较为一致，由1 3 个蛋白编码基因，2 2 个t r n a 基因，2 个r r n a 基因与非编码区组成。波纹唇鱼线粒体基 因组的大部分区段与g e n b a n k 中现有的序列有较高的同源性，1 2 s r r n a 和n d 4 基因构建 的进化树与形态学分类的阶元关系比较吻合。本文得到的波纹唇鱼线粒体基因组全序列 是唇鱼属的第一个线粒体全序列。 3 概述了波纹唇鱼自然分布、生态习性、生长和繁殖等生物学特征，波纹唇鱼的 形态学、细胞遗传学、生物化学、分子生物学等方面的种质资源研究进展和开发现状， 对我国波纹唇鱼种质资源保护与研究提出了若干建议。 关键词：波纹唇鱼核型线粒体基因组生物学种质资源 a b s t r a c t c h e i l i n u s u n d u l a t e s b e l o n g s t oc h e i l i n u s g e n u s ( o s t e i c h t h y e s ：a c t i n o p t e r y g i i ： p e r c i f o r m e s ：l a b r o i d e i ：l a b r i d a e ) cu n d u l a t e sh a v eb e e ni nt h el i s to fe n d a n g e r e ds p e c i e s f o u rt i m e ss i n c e19 9 6t o2 0 0 5b yi u c n ，w w e c i t e s t h e r e f o r e ，t h er e s o u r c ec o n s e r v a t i o n a n de n h a n c e m e n to fcu n d u l a t e sa r ei m p o r t a n t b u tt h es t u d yo ng e r m p l a s mr e s o u r c e so fc u n d u l a t e sa r er a r e l y t h eg e r m p l a s mr e s o u r c e so fcu n d u l a t e sw a sa n a l y z e di nt h i sp a p e rb y u s i n gc y t o g e n e t i c a la n dm o l e c u l a rb i o l o g y m o t h o d sd e s i g n e d p r o v i d i n gm o r e b a s e i n f o r m a t i o nf o rg e n e t i c sa n db r e e d i n go fcu n d u l a t e s ，t h ee n d a n g e r e df i s h t h em a i nr e s u l t s a r ea sf o l l o w s ： 1 t oe x p l o r et h ec e l lb i o l o g i c a lc h a r a c t e r so fc h e i l i n u su n d u l a t e s ，w ea n a l y z e dt h e k a r y o t y p eo fc u n d u l a t e sf r o mt h e i rr e n a lt i s s u e sb yt h ep h aa n dc o l c h i c i n ei n j e c t i o n a i r d r y i n gm e t h o d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e r ew e r e4 8c h r o m o s o m e si ncu n d u l a t e sa n di t s k a r y o t y p ef o r m u l aw a s2 n = 4 8 = 6 m + 4 2 t ，n f = 5 4 s a t e l l i t ec h r o m o s o m e ，s e c o n d a r yc o n s t r i c t i o n s a n ds e xc h r o m o s o m ew e r en o tf o u n di ncu n d u l a t e s t h ek a r y o t y p eo fcu n d u l a t e sa r ei n a c c o r d a n c ew i t ht h eh i g h e rg r o u po ff i s he v o l u t i o n a r yt a x o n o m y 2 b y2 3p a i r so fp r i m e r su s e d i np c ra n ds e q u e n c i n g ，w eo b t a i nt h ec o m p l e t e m i t o c h o n d r i a lg e n o m es e q u e n c e so fc u n d u l a t e s t h em i t o g e n o m el e n g t ho fc u n d u l a t e si s 16 6 0 2b p ac o m p a r i s o no ft h i sm i t o c h o n i d r i a lg e n o m i cs e q u e n c ew i t ht h o s eo ft h ev e r t e b r a t e m i t o c h o n d r i a l g e n o m e s r e v e a l sas i m i l a r g e n e o r d e ra n d c o m p a c tm o r p h o l o g i c o r g a n i z a t i o n t h eg e n o m ec o n t e n t sc o n s i s to ft h e 13p r o t e i n c o d i n gg e n e s ，t w or r n a s ，2 2 t r n a sa n do n ec o n t r o lr e g i o n i ti sh i g h l yh o m o l o g o u st oo t h e ri c h t h y i cc o u n t e r p a r t s t h i s s e q u e n c ei st h ef i r s tc o m p l e t em t d n as e q u e n c e so fc h e i l i n u sg e n u s ， 3 i nt h i s p a p e r , w e s u m m a r i z e d b i o l o g i c a l c h a r a t e r i s t i c so f g e o g r a p h i c a l d i s t r i b u t i o n ，e c o l o g y , g r o w t ha n dr e p r o d u c t i o no fcu n d u l a t e sa n dt h em a j o rr e s e a r c hp r o g r e s s o ng e r m p l a s mr e s o u r c eo f m o r p h o l o g y , c h r o m o s o m ek a r y o t y p e ，b i o c h e m i c a lg e n e t i c sa n d m o l e c u l a r g e n e t i c so f cu n d u l a t e s m e a n w h i l e ，t h em e a n s u r et o p r o t e c t a n ds t u d y t h e g e r m p l a s mr e s o u r c e so fcu n d u l a t e sw a sp u tf o r w a r d k e yw o r d s ：c h e i l i n u su n d u l a t e s k a r y o t y p e m i t o c h o n d r i a lg e n o m e b i o l o g y g e r m p l a s m r e s o u r c e s u 海南大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所旱交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究丁作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权说明 本人完全了解海南人学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权海南大 学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密论文在解密后遵守此规定。 论文作者签名： 日期：年月日 导师签名： 日期：年月日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论 文提交“c a l l s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中规定享受相关 权益。园童诠塞堡銮卮澄卮：旦兰生i 旦= 生i 旦三生筮塑。 论文作者签名： 日期：年月日 导师签名： 日期：年月 日 第一部分文献综述 第一章鱼类染色体核型研究概况 1 1 染色体概述 染色体( c h r o m o s o m e ) 是细胞核中重要的组成部分，在光学或电子显微镜下，几乎所 有的生物细胞中都可以观察到染色体的存在，它最早t h h o f m e i s t e r 丁_ 1 8 4 8 年在紫鸦踌 草的花粉母细胞中观察到1 8 8 8 年t h w a l d e y e r 定名并一直沿用至今p l 。1 9 1 0 年纳瓦兴 首次对染色体形态作了经典研究4 】。前苏联学者1 a 刘维茨基率先在2 0 世纪2 0 年代提出核 型( c h r o m o s o m ek a r y o t y p e ) 一词，是指每种生物染色体的数目、大小和形态等特征的 总和h ”。染色体核型分析是细胞遗传学研究的基础。也足染色体研究中的一个基本方法 n 染色体核型分析不仅有助于了解生物f l 勺起源和进化，阐明生物的亲缘关系、系统分 类和遗传变异规律等，对于杂交育种中的杂种鉴定和染色体疾病鉴定等也都具有重要的 参考价值”j 。 染色体是细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质结构紧密 包装的结果【”。我们把核小体看作染色体的一级结构，那二级结构是指在细胞分裂过程 中由核小体连成的串珠结构螺旋化盘绕形成的超微螺旋、中空的筒状结构。三级结构为 d i 螺线体进一步螺旋化和卷缩形成的条圆筒状结构，称为超螺线体。四级结构则足由 超螺线体再次折叠和螺旋化，从而形成为染色体。见崮l 一1 ： 刚1 一l 染色体结构的辐射环支架模! i ! ! 中染色质包装水平+ 。 1 2 中期染色体的形态结构 在细胞分裂过程中，染色体的形态和结构有一系列的变化，其中有丝分裂中期染色 体收缩到最大程度，具有比较稳定的形态，通常都以这一时期进行染色体形态研究【9 】。 中期染色体是由两条相同的姐妹染色单体构成，彼此以着丝粒相连。中期染色体主要由 以下几部分构成： ( 1 ) 主缢痕( p r i m a r yc o n s t r i c t i o n ) ：中期染色体的两条染色单体通过一个着丝粒相 连，并将染色单体分为长短两臂。这一区域的螺旋化程度低，d n a 含量少，所以染色较 浅而缢缩，被称为主缢痕，由于该处有着丝粒，亦称着丝粒区。 ( 2 ) 次缢痕( s e c o n d a r yc o n s t r i c t i o n ) ：染色体上除主缢痕以外的其它浅缢缩的部分， 它的数目、位置和大小是某些染色体固定的形态特征，因此可作为鉴别染色体的标志。 ( 3 ) 随体( s a t e l l i t e ) ：位于染色体末端的一个或几个球形或圆柱形染色体节段，通 过次缢痕区与染色体主体部分相连。常常存在于具有核仁组织区的染色体短臂上，一般 由异染色质组成，是识别染色体的重要特征之一。具有随体的染色体叫s a t 染色体。位 于染色体末端的随体称为端随体，位于两个次缢痕中间的称中间随体。 ( 4 ) 端粒( t e l o m e r e ) ：染色体两个端部特化结构。端粒的存在使染色体末端形成 种封口，能防止染色体之间的相互融合。其生物学作用在于维持染色体的稳定性和完整 性。端粒由由富含鸟嘌呤核苷酸( g ) 的短的串联重复序列d n a 组成，在进化上高度保 守。 ( 5 ) 核仁组织区( n u c l e o l a ro r g a n i z i n gr e g i o n s ，n o r ) ：存在于细胞内特定染色体 区段，常位于染色体的次缢痕部位，但并非所有的次缢痕都是核仁组织区。含有主要的 r r n a 基因，是产生核仁的部位。 1 3 染色体核型及核型分析 核型是染色体组在有丝分裂中期的表型，包括染色体数目、长度、着丝粒位置、随 体与次溢痕的数目、大小、位置以及异染色质和常染色质在染色体上的分布等。核型分 析是在对染色体进行测量计算的基础上，对染色体进行分组、排列、配对，并进行形态 分析。 1 3 1 染色体的核型类别 1 9 6 4 年a l b e r tl e v a n 等人发表了以着丝点位置为依据的染色体命名法【l o l ，应用 至今。染色体核型类别划分的标准有三种： ( 1 ) 臂差d = 长臂长一短臂长 ( 2 ) 臂比r = 长臂长短臂长 ( 3 ) 着丝粒指数i = ( 短臂长染色体长) 1 0 0 染色体类型与臂差、臂比、着丝粒指数的关系详见表1 - 1 。 2 表卜1染色体类型标准划分一览表 名称符号臂差臂比着丝点指数 中部着丝点染色体 m e t a c e n t r i cc h r o m o s o m e 亚中部着丝点染色体 s u b m e t a e e n t r i cc h r o m o s o m e 亚端部着丝点染色体 s u b t e l o c e n t r i cc h r o m o s o m e 端部着丝点染色体 t e l o c e n t r i cc h r o m o s o m e m o 0 2 5 1 0 1 75 0 o 一3 7 5 s m2 5 - 5 01 7 3 03 7 5 2 5 o s t 5 0 - 7 53 0 7 0 2 5 0 1 2 5 7 5 - 1 0 0 7 0 一一 1 2 5 0 0 1 3 2 染色体核型分析方法 进行染色体核型分析时，首先选取染色体分散均匀的中期分裂相计数，所得结果用 于确定染色体数目；选取分散良好、长度适中、着丝点清晰、两条染色单体适度分开、 染色体总数与统计结果一致的中期分裂相放大，测量每一条染色体的绝对长度、相对长 度，计算臂比。然后，根据染色体的特征找到同源染色体配对。在染色体核型排列时一 般把常染色体排列在前，性染色体排列在后：中部着丝粒染色体和亚中部着丝粒染色体 排列在前，亚端部着丝粒染色体和端部着丝粒染色体排列在后；同类染色体大的排列在 。 - 丑uo 1 4 染色体制备方法发展过程 染色体制备早期主要是用压片法，这一方法对于染色体的观察存在较多弊端，诸如 对于染色体数目较多的材料易导致染色体分散不够等。1 9 5 2 年美籍华人、细胞学家徐道 觉首次将低渗处理技术使中期细胞的染色体分散良好这一发现上升到理论认识的高度。 运用低渗液处理制备染色体标本使细胞遗传学发展发生重要转折l l lj 。 染色体制片技术的另一重大改进是1 9 5 6 年t j i o 【_ 7 j 发现秋水仙素( c o l c h i c i n e ) 可使 分裂的细胞停止在中期，便于富集中期细胞分裂相。秋水仙素能干扰细胞有丝分裂时纺 锤体的形成，使细胞停滞于分裂的中期，从而增加染色体制片材料分裂相的数目。 1 9 6 0 年，n o w e n t l 2 】意外地发现植物凝血素( p h y t o h e m a g g l u t i n i n ，p h a ) 能在体外刺激 白细胞分裂。同年，m o o r h e a d 等建立人体外周血培养标准技术，这使染色体的研究方 法得到突破。 据报道，f a b e r g 曾用过气干法制作染色体玻片标本，但他从未描述过这一发现【l 引。 1 9 5 8 年，r o t h f e l d s 等在研究猴的染色体时介绍了这一技术训。该法主要用骨髓、外周 血淋巴细胞、腹水细胞及培养的单层细胞等容易做成细胞悬液的组织作材料，先制成细 胞悬液，然后进行低渗、离心、固定，将细胞悬液滴在湿冷的载玻片上，自然干燥。该 法具有诸多优点【1 5 1 ：可以迅速地制出许多玻片标本；操作简单，易于掌握；所有 标本的大部分材料可置于一张玻片上；标本细胞密度高，适于观察分析。现今这一技 术在染色体制片中得到了广泛应用。 1 5 我国海水鱼类染色体研究进展 我国于2 0 世纪7 0 年代开始进行鱼类染色体核型分析研究【l6 1 ，海水鱼类染色体研 究直到1 9 8 7 年才见报道【1 7 , 1 8 】，且基本沿用淡水鱼类的核型研究方法，主要包括：压片 法、胚胎细胞制片法、外周血培养法、细胞系培养法、肾细胞短期培养法、尾鳍细胞短 期培养法、肾细胞一p h a 一秋水仙素活体注射法、肾细胞一秋水仙素活体注射法、酵母活体 注射法、静脉抽血肾细胞制片法、脾脏细胞法以及抽提淋巴细胞作肾脏染色体制片法等 【聊。从实验操作类型来看，可大致分为活体注射法和细胞培养法两类。实验所选取的材 料主要来自细胞分裂增殖能力较强的器官组织，如肾脏、脾脏、血液等。 目前最常用的方法是p h a - 秋水仙素活体注射短期培养肾细胞法，通过体内注射 p h a 促进细胞分裂，然后注射秋水仙素抑制细胞有丝分裂时纺锤丝的形成，富集中期分 裂相。该方法方便快捷，所得染色体分裂相较多，大大推进了海水鱼类染色体研究的发 展。 目前我国已对2 7 个科8 2 种海水鱼类进行了染色体核型研究，详见表卜2 ： 表卜2 我国已进行染色体核型研究的海水鱼类 目科 劁 形目鲷 科 种名 2 n 核犁公式臂数参考文献 鳗鲡目康吉鳗科 青鳞小沙丁鱼 s a r d i n e l l az u n a s i 斑鲦 c k y o a b i d i bo y b c t a t y s 星康吉鳗 c o n g e r my r i a s 胞r 海鳝科匀斑裸胸鳝 g y m n o t h o r a xr e e v e s i 4 84 8 t4 82 0 4 82 m + 4 6 t5 0 3 88 m + 1 0 s m + 2 0 t5 6 3 81 3 m + 4 s m + 2 i t ( 雌)5 5 3 81 4 m + 4 s m + 2 0 t ( 雄)5 6 4 2 3 4 m ，s m + 8 t 7 6 2 0 2 1 2 2 2 3 2 3 2 4 海鳗m u r a e n e s o xc i n e r e u 3 8 1 2 m + 4 s m + 6 s t + 1 6 t 5 42 5 鲻形目鲻科 鲻鱼m u g i lc e p h a l u s 4 84 8 t4 8 2 1 ，2 6 ，2 7 梭鱼l i z a h a e ma t o c h e i l a 4 84 8 t4 821 ，2 8 鲈形目隆头鱼科波纹唇鱼 4 86 m + 4 2 t5 4 本研究 c h e i l i n u su n d u l a t e s 储科花鲈l a t e o l a b mx j a p o n i c u s 4 84 8 t4 82 0 斑带石斑鱼484 8 t4 82 9 e p i n e p h e l u s f a s c i a t o m a c u l a t u s 黑边石斑鱼484 8 t4 8 2 9 4 褐点石斑鱼 e p i n e h e l u s f u s c o g u t t a t u s 六带石斑鱼 e p i n e h e l u ss e x f a s c i a t u s 鲑点石斑鱼e p i n e h e l u s f a r i o 青石斑鱼e p i n e h e l u s a w o a g a 云纹石斑鱼e p i n e h e l u sm o n a 斜带石斑鱼 e p i n e h e l u sc o i o i d e s 点带石斑鱼 e p i n e h e l u sm a l a b a r i c u s 蜂巢石斑鱼e p i n e h e l u sm e s a 黑边石斑鱼 e p i n e h e l u s f a s c i a t u s 赤点石斑e p i n e h e l u sa k a a r a 鞍带石斑鱼 e p i n e p h e l u sl a n c e o l a t u s 石首鱼科皮氏叫姑鱼 j o h n i u sb e l e n g e n 黄姑_ 鱼_ n i b e aa l b i f l o r a 簸状黄姑鱼 m i i c h t h e o i d e s 小黄鱼 p s e u d o s c i a e n a p o l y a c t i s 眼斑拟石首鱼 s c i a e n o p so c e l l a t u s 大黄鱼 p s e u d o s c i a e n ac r o c e a 笛鲷科 鲷科 双棘黄姑鱼 n i b e ad i a c a n t h u s 红鳍笛鲷 l u t j a n u se r y t h o p t e r u s 紫红笛鲷 l u t j a n u sa r g e n t i m a c u l a t u s 白斑笛鲷l u t j a n u sb o h a r 约氏笛鲷l u 玎a n u s j o h n i 勒氏笛鲷 l u g ，a n u sr u s s e l l i 画眉笛鲷l u t j a n u sv i t t a 真鳃p n g r o s m 凇m a j o r 黑鲷s p a r u sm a c r o c e p h a l u s 5 4 82 s m + 4 6 t 4 82 s m + 4 6 t 4 8 1 4 m ，s m + 3 4 s t ，t 4 84 m + 6 s m + 4 s t + 3 4 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 82 s m + 4 6 t 4 84 8 t 4 84 m + 6 s m + 4 s t + 3 4 t 4 84 8 t 4 85 s t + 4 3 t 4 84 s t + 4 4 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 82 s t + 4 6 t 4 86 s t + 4 2 t 4 86 m + 6s m + 3 6 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 82 s t + 4 6 t 4 84 m + 4 s m + 2 s t + 3 8 t 3 0 3 1 3 2 3 3 3 7 3 4 3 5 3 6 ，3 3 3 3 3 3 3 7 3 8 2 0 2 0 3 9 2 0 4 0 4 1 4 2 4 3 4 3 4 4 4 5 4 6 4 6 4 6 4 7 4 7 4 7 4 8 ，4 9 4 8 眈鼹铝勰 镐 鼹 镐 钙 锝 钙 鸱 钙 铝 镐 钙镐镐 钙 钙 勰 钙勰 铝 钙镐弱 裸颊鲷科 石鲈科 锦鲥科 线鲥科 绵鳊科 金枪鱼科 塘鳢科 弹涂鱼科 缎虎鱼科 鳗缎虎鱼 科 黄鳍鲷s p a r u sl a n u s 星斑裸颊鲷 l e t h r i n u sn e b u k i s u s 横带髭鲷 h a p a l o g e n y sm u c r o n a t u s 斜带髭鲷 h a p a l o g e n y s n i e n s 花尾胡椒鲷 p l e c t o r i n c h u sc i n c t u s 云懿e n c 龇嬲n e b u l o s u s 鸡冠鳎扭l e c t r i a sb e n j a m i n i 继张z u m ae m m n i o n 六线鳙 e r n o g r a m m u sh e x a g r a m m u s 短颌小绵鲥 z o a r c h i a sm i c r o s t o m u s 绵鲥z o a r c e ss l o n g a t u s 长鳍金枪鱼 t h u n n u sa l a l u n g a 黄鳍金枪鱼 t h u n n u sa l b a c a r e s 鲣k a t s u w o n u sp e l a m i s 中华乌塘鳢 b o s t r i c h t h y ss i n e n s i s 火弹涂鱼 b o l e o p h t h a l m u sp e c t i n i r o t r i s 纹缟缎虎鱼 t r i d e n t i n e rt r i g o n c e p h a l u s 竿缎虎鱼 l u c i o g o b i u sg u t t a t u s 矛尾缎虎鱼 s y n e c h o g o b i u sh a s t a 黄鳍刺鳜虎鱼 a c a n t h o g o b i u sl a v h n a l q u $ 项斑舌缎虎鱼 g l o s s o g o b i u so l i v a c e u s 尾纹缎虎鱼 c h a e n o g o b i u sa n n u l a r i s 斑尾复缎虎鱼 s y n e c h o g o b i u so m m a t u r u s 红狼牙鳜虎鱼 o d o n t a m b l y o p u s ，_ u b i c u n d u s 6 4 86 m + 4 s m + 3 8 t 4 84 m + 2s m + 4 s t + 3 8 t 4 84 8 t 4 82 m + 8 s m + 1 4 s t + 2 4 t 4 82 m + 8 s m + 2 s t + 3 6 t 4 84 8 t 2 62 6 m 4 81 8 m + 1 5 s m + 1 2 t 5 66 m + 1 0 s m + 4 0 t 4 84 8 t 2 82 4 m + 4 t 4 83 0 m + 1 4 s m + 4 t 4 8 6 m ，s m + 4 2 s t ，t 4 8 6 m ，s m + 4 2 s t ，t 4 8 4 8 s t ，t 4 84 s m + 2 s t + 4 2 s t 4 64 6 t 4 8 4 m ，s m + 4 4 s t ，t 4 62 s t + 4 4 t 4 41 0 m + 2 8 s m + 2 s t + 4 t 4 42 0 m + 1 2 s + 1 2 t 4 41 4 m + 1 4 s m + 1 6 t 4 4 2 m + 4 2 s t ，t 4 44 4 t 4 61 6 s m + 6 s t + 2 4 t 4 42 0 m + 2 2 s t + 2 t 2 m + 2 s m + 4 s t 3 4 t + x + 4 4 y 3 82 0 m + 1 8 s m 的的 n 娩 匏 弱 弘弱弱 耵 的 弱 鼹 鼹 鼹的叭 的 的眈 眈 扒 加 册 以 弱 鼹融 镐 勰 鼹 鳃 娩馋记 铝 娩 眈 弭 雅 够娩稻匏 们 跎阱 他 们 必 铊 踞 锝 伯 啬由形目啬由科 六线鱼科 鲡科 杜父鱼科 鲽形目牙鲆科 鲽科 舌鳎科 纯形目革纯科 啬屯科 许氏平啬由 s e b a s t e ss c h l e g e l i 褐昌啬由 s e b a s t e sm a r m o r a t u s 铠平鲇& 6 珊解h u b b s e 黑平$ $ s e b a s t e sn i g r i c a n s 欧氏六线鱼 h e x a g r a m m u so t a k i i 斑头鱼 a g r a m m m u sa g r a m m u s 绒杜父鱼 h e m i t r i p t e r u sv i l l o s u s 牙鲆 p a r a l i c h u h y so l i v a c e u s 桂皮斑鲆 p s e u d o r h o mb u s c i n n a m o m e u s 漠斑牙鲆 p a r a l i c h t h y sl e t h o s t i g m a 木叶鲽 p l e u r o n i c h t h y sc o r n u t u s 黄盖鲽 p s e u d o p l e u r n e c t e sy o k o h a m a e 石鲽k a r e i u sb i c o l o r a t u s 油鲽m i c r o s t o m u sa c h n e 半滑舌鳓r e l i s c u ss e m i l a e v i s 丝背细鳞纯 s e p h a n o l p i sc i r r h i f e ， 绿鳍马面纯 n a v o d o ns e p t e n t r i o n a l i s 红鳍东方鲍 f u g ur u b r i p e s 假睛东方啬屯f u g up s e u d o m m u s 菊黄东方鱼$ j f u g u f l a v i d u s 暗纹东方纯t a k i f u g uf a s c i a t u s 2 m + 4 6 t 2 m + 2s m + 4 4 t 2 m + 4 6 t 3 m + 2 s t + 4 3 t ( 雌) 2 m + 4 6 t 6 m + 2 0 s m + 1 6 s t + 6 t 6 m + 8 s m + 1 2 s t + 2 2 t 8 m + 2 6 s m + 1 4 s t 8 m + 3 2 s m + 8 s t ( 雌) 7 m + 3 3 s m + 8 s t ( 雄) 2 m + 8 s m + 2 s t 十3 6 t 4 m + 6 s m + 2 s t + 3 6 t 2 0 m + 1 6 s m + 1 0 t 4 8 t 4 8 t 4 8 t 4 84 8 t 4 81 2 m + 2 s m + 3 4 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 84 8 t 4 24 2 t 3 3l m + 3 2 t 4 04 0 t 4 41 2 m + 6 s m + 2 6 t 4 4 2 0 m ，s m + 2 4 s t ，t 4 41 2 m + 8 s m + 2 4 t 4 41 4 m + 6 s m + 2 4 t 4 44 4 t 6 5 ，6 6 6 7 6 8 6 9 7 0 6 5 6 6 6 7 6 9 ，7 1 6 9 ，7 1 7 2 2 1 5 6 7 3 2 l 2 1 7 4 2 1 2 1 2 1 ，2 8 ，6 7 2 l 7 5 7 6 7 6 7 6 2 1 2 8 7 7 7 8 1 6 存在问题及展望 1 6 1 研究种类较少 我国海水鱼类资源丰富，有记录的近3 1 0 0 种，而目前进行过染色体核型分析的仅有 8 2 种，海水鱼类研究较淡水鱼类研究落后。应加强对不同海水鱼类的染色体核型的研究， 为探讨我国海水鱼类种群的进化和亲缘关系，以及海水鱼类的杂交育种、多倍体育种等 7 匏 弧m加眈鼹昌8鹃弱 眩 镐铝 镐 够 眈 鹄 镐镐铊 盟 眩雒融阱必 鳃鸫 镐 镐鹳铝够骢钙镐镐镐 矩 镐镐 勰 提供基础资料， 1 6 2 染色体核型在制备、分析过程中存在差异 随着染色体核型研究种类的增多和研究的深入，我们发现有些不同作者对同一物种 的核型分析结果差异较大，甚至染色体数目不同，例如鲑点石斑鱼( e p i n e p h e l u s 扬，j 3 2 ，3 3 1 、大黄鱼( p s e u d o s c i a e n ac r o c e a ) 4 1 。4 3 1 、斑头鱼( a g r a 僦n u sa g r a m 册u s ) 6 7 , 6 9 , 7 1 】 等。造成这一现象的原因除了可能是不同海域的种内存在核型多态性以外，还可能是不 同的操作者、观察者在操作、分析过程存在差异。在进行染色体核型研究时，应在论文 中对试剂及操作步骤详尽注明，避免因操作差异产生不同的结果，同时，应加强对取材 鱼类的鉴别。 1 6 3 染色体核型研究层次较低 目前染色体核型研究仍大多局限于常规的核型分析，由于较多的同科或同属鱼类具 有相同核型，因而不能通过常规核型进行鉴定及进化等方面的分析。有必要在核型分析 的基础上进一步进行带型分析，应用定量荧光p c r 、荧光原位杂交、光谱核型分析等现 代分子细胞遗传学技术开展鱼类染色体鉴定、精细结构分析和基因定位等研究，推动染 色体研究向深层次发展。 第二章线粒体基因组研究进展 线粒体d n a ( m i t o c h o n d r i ad n a ，m t d n a ) 作为高等动物唯一的核外遗传物质，主要 存在于除成熟红细胞以外的所有细胞中。线粒体在细胞内的分布多均匀，形状因细胞类 型不同差异较大，以圆柱状居多，另外还有环状、哑铃状、线状等。线粒体的数目和大 小因细胞种类不同而异。线粒体是细胞进行氧化磷酸化的场所，与生物体的新陈代谢、 细胞凋亡、疾病和衰老有密切关系。线粒体自身携带d n a ，并有一套独立于细胞质外的 转录、信息传递及翻译系统，在与核基因编码的许多蛋白的共同作用下完成重要的生理 功能。 2 1 线粒体研究历史 1 8 9 0 年，德国生物学家a l t m a n n 首先在其著作中对线粒体这一细胞器进行描述，并 研究了它的分布和可能的代谢和遗传功能订9 1 。1 8 9 7 年，b e n d a 将这种细胞器命名为线粒 体嘞1 。从2 0 世纪初开始，人们开始广泛深入地研究线粒体。线粒体是普遍存在于真核 生物细胞中能将有机物转化为细胞生命活动的直接能源的一种半自主性细胞器，它具有 环状d n a 及自身转录r n a 与翻译蛋白质随。线粒体是细胞内柠檬酸循环( c i t r i c a c i dc y c l e ) 和脂肪酸1 3 一氧化( 1 3 - o x i d a t i o no ff a t t ya c i d s ) 等关键代谢发生的场所，此外，线粒体中 还不停地进行着氧化磷酸化( o x i d a t i v ep h o s p h o r y l a t i o n ) ，以生成a t p 的方式为机体提供 能量。1 9 6 1 年，m i t c h e l l 提出了化学渗透学说来描述氧化磷酸化的分子机理哺2 | 。1 9 6 3 年， n a s s 提出了线粒体拥有自己的基因组睛3 ，8 4 l 。这一发现为细胞信息结构的研究揭开崭新的 一页，线粒体的遗传信息系统被称为真核细胞的第二遗传信息系统鹕。1 9 8 1 年，a n d e r s o n 8 报道了人类线粒体全基因组序列”“，是第一个测出序列的动物线粒体基因组。1 9 9 4 年， 线粒体内膜上重要的a t p 合酶的蛋白质三维晶体结构被解析“”，为b o y e r 的a t p 合成假 说1 州提供了最直接的证据。 2 2 鱼类线粒体基因组结构、组成及重排 2 2 1 鱼类线粒体基因组结构、组成 随着基因组测序技术的日益成熟g e n b a n k 上线粒体基因组全序列的数据与开俱 增。目前已被广泛应埘于动物起源进化、亲缘关系、遗变异等方面的研究1 。 动物m t d n a 呈双链闭合环状结构，仝序列大小通常存1 5 - 2 0 k b 之| 1 l 】，人小差异的主 要原因是控制区存在长度不同的重复串联序列。根据在氧化铯密度梯度离心中的密度差 异，m t d n a 双链可分为重链( h e a v ys t r a n d ，h 链) 和轻链( 1 i g h ts t r a n d ，l 链) 。鱼类m t d n a 基因组成与其它脊椎动物类似大致恒定“1 一般由1 3 个蛋白编码基因，2 个r r n a 基 因，2 2 个t r n a 基冈，和一个非编码区即控制区( d l o o p 区) 组成。见图2 - 1 ： 嘲 l 鱼类线粒体d n a 结构模文幽i ”1 1 3 个蛋白质编码基因分别为氢化辅酶i ( n a d h ) 脱氢酶的7 个亚基( n d i ，n d 2 ，n d 3 ， n d 4 ，n d 4 l ，n d 5 ，n d 6 ) ，细胞色素b ( c y t b ) 细胞色素c 氧化酶的3 个亚基( c o i ， c o i i 和c o i i i ) ，a t p 合成酶的2 个亚基( a t p a s e 6 和a t p a s e 8 ) 。除a t p a s e 6 和a t p a s e 8 以外，其余1 1 个蛋白编码基因的产物均为呼吸链线粒体内膜上三种重要酶复合物的亚 基：n d l 6 和n d 4 l 是n a d h 脱氢酶复合物的组分，c y t b 位于细胞色素b e l 复合物上， c o i i i i 参与构成细胞色素氧化酶复合物。除此以外，其他线粒体中需要的蛋白均由细 胞核编码后，从胞质中转运进入线粒体。通常鱼类2 2 个t r n a 基因为：p r o ，t h r ，g l u ， l e u ，s e r ，h i s ，a r g ，g l y ，l y s ，a s p ，s e r ，t y r ，c y s ，a s n ，a l a ，m ，m e t ，g i n ，i l e ， l e u ，v a l ，p h e 。 2 2 2 鱼类线粒体基因组重排 线粒体基因组上3 7 个基因在不同的门内、甚至在同一门内存在不同的基因排列次 序旧2 | 。随着鱼类m td n a 全序列数据的迅速增加，已发现有些鱼类m t d n a 基因排列结构 与其它已报道的鱼类有所不同。主要有不同基因区域间移位，基因向控制序列内移位， 控制序列向基因簇移位，基因、控制序列缺失，不同位置的基因簇或基因一起移位几种 情况睁3 | ，此外还发现溪鲻( r i v u l u sm a r m o r a t u s ) 具有两个基本一致的非编码区阳钔；而三刺 拟蟾鱼( b a t r a c h o m o e u st r i s p i n o s u s ) 和细条光蟾鱼( p o r i c h t h y sm y r i a s t e r ) 的基因排列则和 典型的鱼类m t d n a 排列顺序大相径庭，且这两种鱼本身也不尽相同明。肖武汉认为线粒 体结构上的差异显示脊椎动物m t d n a 特异性基因结构的建立是在进化历程的早期阶段形 成的9 6 1 。 2 3 线粒体基因特点 2 3 1 基因结构较为简单、分子量小 脊椎动物m t d n a 分子相对较小，结构稳定，基因排列紧凑。除与m t d n