中國對蝦染色體核型分析

中國對蝦染色體核型分析

中國對照組是中國特有的水產(chǎn)資源。盡管中國對蝦的形態(tài)、發(fā)育、習(xí)性、生理、生態(tài)等方面的研究報道較多,其養(yǎng)殖在我國也已形成頗具規(guī)模的產(chǎn)業(yè)(1987年產(chǎn)量超過14萬噸),但至今尚未見有關(guān)其細(xì)胞遺傳學(xué)方面的研究結(jié)果。事實上,與其他各類動物相比,大型甲殼類染色體的報道迄今很少,在我國也僅見堵南山等的中華絨螯蟹染色體的研究論文。世界上具有較重要經(jīng)濟(jì)價值的對蝦類不下60種,自Niiyama1948年采用切片法研究了日本對蝦(P.japonicus)染色體數(shù)目為2n=92以來,直到1976年,美國的Milligan采用氣干法以幼對蝦的肝胰臟為材料研究了大西洋褐對蝦(P.aztecus)、大西洋白對蝦(P.setiferus)和桃紅對蝦(P.duorarum)的染色體,其數(shù)目分別是2n=88,2n=90和2n=88。此后十多年來,僅見印度的Goswami用壓片法證實了大西洋褐對蝦(P.aztecus)染色體數(shù)為2n=88;日本的室伏誠簡要綜述了世界蝦類染色體研究的概況,他本人在大型甲殼類染色體研究中進(jìn)行了十年多的實踐,曾“在觀察方法上進(jìn)行了各種各樣的嘗試,都沒有得到很好的結(jié)果,逐漸地、深深地感到該問題的難度?！弊髡哂?986年開展了中國對蝦染色體的研究,本文為研究結(jié)果的初步報道。一、蝦的解剖及細(xì)胞染色體的制備研究用對蝦主要取自中國科學(xué)院海洋研究所底棲生物組養(yǎng)殖網(wǎng)箱。試驗過程中,以卵、無節(jié)幼體、幼蝦到成蝦的各種組織,包括觸角腺、精巢、中腸、鰓、心和肝胰臟作為材料,都進(jìn)行過觀察和研究。試驗采用的基本方法是:卵和無節(jié)幼體采用秋水仙素溶液浸泡處理。幼蝦及成蝦均從腹部一、二節(jié)間側(cè)甲縫處,用微型注射器分別從兩側(cè)慢慢注入2mg/ml濃度的秋水仙素水溶液(按體重1g:秋水仙素1.5μg的比例),為減輕對對蝦的傷害,注射時,蝦體下面墊一層浸透海水的脫脂紗布。注射后的蝦放在通氣良好的缸中暫養(yǎng)4一6小時,然后取出解剖,并將所需組織剪碎成2—3mm小塊置于小方杯中,慢慢加入0.7%KCl溶液,在室溫下低滲10—30分鐘,隨時在解剖鏡下觀察組織的膨潤狀況。低滲后用吸管輕輕移出KCl溶液,隨即加入新鮮配制的Carnoy’s液(甲醇:冰醋酸=3:1)固定15分鐘以上,然后再換用1:1的新鮮Carnoy’s液進(jìn)行第二次固定。取出固定好的組織片一小塊,放在事先已用洗液、肥皂水、清水多次刷洗并干燥好的載玻片中央,迅速用鐘表鑷子夾碎,旋即滴上1—2滴3:1的固定液,用鑷子夾住玻片在酒精火焰上小心移過,使片上固定液著火燃燒,組織片中游離下的細(xì)胞隨固定液向四周擴(kuò)散并干燥。用2%左右的Giemsa染色液(磷酸緩沖液,pH=6.8),染色15—20分鐘后,用蒸餾水洗掉多余染液,自然干燥或60℃以下溫度烘干后,用中性樹脂封片鏡檢。選擇染色體分散良好的細(xì)胞進(jìn)行染色體計數(shù)(一般放大800倍左右即可,必要時可用油鏡),計其眾數(shù)值,其中較好的可及時顯微攝影。為加強反差,采用了綠色濾光片、硬性4號放大相紙。進(jìn)行組型分析時,將較好的底片用幻燈機投影到白紙上,用筆勾畫出各染色體輪廓,描出形態(tài)進(jìn)行分析。二、染色體形態(tài)特征從處理得當(dāng)?shù)木步M織中獲得了大量染色體分散良好的細(xì)胞(圖版1:1)。處于減數(shù)分裂中期Ⅰ的初級精母細(xì)胞,最為多見(圖版Ⅰ:2a,2b);處于有絲分裂中期的精原細(xì)胞較少(圖版Ⅰ:3a,3b)。鏡檢計數(shù)125個初級精母細(xì)胞的雙價體,眾數(shù)為44,占總數(shù)的76%(表1);鏡檢計數(shù)處于有絲分裂中期的精原細(xì)胞24個,染色體眾數(shù)為88,占總數(shù)的54.2%(表2);由此可確定中國對蝦染色體數(shù)是2n=88,n=44。在觸角腺組織處理中,獲得了少數(shù)較好的體細(xì)胞有絲分裂中期染色體圖像(圖版Ⅰ:4)。相片底片用幻燈機投影進(jìn)行組型分析。由于染色體很小(約0.4—4μm),著絲點位置較難確定,故沒有按常用的A.K.Leven分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,只是按形態(tài)特點暫分為A,B,C三類,根據(jù)尺寸大小的順序排列成圖1。A型基本形狀為“X”型,B型大多數(shù)為倒“Y”型(第27對為明顯的亞中部著絲粒型),C型為點狀染色體。三、蝦類的染色體數(shù)1.甲殼類染色體制片采用的組織較多,如精巢、觸角腺、肝胰臟、幼蝦。作者嘗試了用卵、無節(jié)幼體、心、鰓、中腸、肝胰臟、精巢等不同組織進(jìn)行染色體制片,除心臟外,都獲得了細(xì)胞分裂中的染色體圖像(圖版1:5,6)。但總的來看,精巢和觸角腺較易獲得分散良好的中期分裂相染色體。2.迄今已有200多種甲殼類染色體被研究過,但大型甲殼類從1885年開始研究至今約100多年來,僅有54種被研究。其中蝦類7科22種有過報道。室伏誠認(rèn)為,所報道的蝦類7科22種中,可信資料為:染色體最少的為北方長額蝦(Pandalusborealis),其染色體數(shù)2n=68;染色體最多的是螯(河蝦)科的亞太螯蝦(Pacrfastacustrowbridgii),其染色體數(shù)2n=376。這兩個種前者屬真蝦類Caridea,后者屬螯蝦類Astacidea,均與對蝦類的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。在已進(jìn)行染色體研究的五種對蝦中,白對蝦(P.setiferus)和日本對蝦(P.japonicus)是最特殊的兩個種。白對蝦僅分布于美洲西岸,其雌性交接器為開放型,無納精囊;雄性交接器也不呈一般的倒鐘形:屬于美對蝦亞屬Farfantepenaeus。日本對蝦雌交接器具袋狀納精囊,“前端”橫向開口,屬于囊對蝦亞屬Marsupenaeus;它們的染色體數(shù)分別為90個和92個,不僅彼此不同,而且與褐對蝦(P.aztecus)和桃紅對蝦(P.duorarum)也不相同。后兩種,屬濱對蝦亞屬Litopenaeus,且分布僅限于美洲大陸的東西兩岸,其染色體數(shù)均為88個。這三個亞屬的種染色體數(shù)各不相同是可以理解的,但作者發(fā)現(xiàn)明對蝦亞屬Fennerropenaeus中分布僅局限于中國近海的中國對蝦(P.orientalis=P.chinensis)其染色體數(shù)也為88個,與美洲沿岸的濱對蝦亞屬的成員染色體數(shù)相同,卻是很值得作進(jìn)一步研究的。此外,還應(yīng)就對蝦屬中另外兩個亞屬,即對蝦亞屬Penaeus和海對蝦亞屬Melicertus的所有種以及明對蝦亞屬其他種的染色體,聯(lián)系對蝦屬各亞屬的親緣關(guān)系作全面比較研究,這不僅是養(yǎng)殖新品種培育研究的需要,也有利于對蝦類親緣關(guān)系的進(jìn)一步闡明。3.不同組織、不同處理方法所獲得的染色體形態(tài)不盡一致。由于對蝦染色體數(shù)目多、個體小(0.4—4μm左右),組型及分帶均有較大困難,Goswami觀察到(P.aztecus)有兩對具髓體的染色體,作者在中國對蝦中未曾觀察到。4.性異形染色體在哺乳動物、兩棲類、昆蟲等動物中是不難見到的。Niiyama也曾在鎧甲蝦科的頸刺鎧蝦(Cervimunidaprinceps)觀察到XX-Y性染