泥蚶遗传多样性研究探讨

    姚红伟　石磊

    摘要：本文从形态学标记、细胞学标记、生化标记和分子标记四个方面对泥蚶的遗传多样性研究进展进行了详述。

    关键词：泥蚶；遗传多样性；遗传标记

    泥蚶（Tegillarca granosa）俗称血蚶，我国、韩国以及东南亚等国家地区都有分布，是一种肉质鲜美且营养丰富的经济贝类，属软体动物门（Mollusca）、双壳纲（Bivalvia）、翼形亚纲（Pterimorphia）、蚶目（Arcoida）、蚶科（Arcidae），雌雄异体，贝壳较厚，其贝壳的放射肋粗壮，肋上具明显的结节，如图1所示。近年来随着国内外捕捞需求的提高和泥蚶养殖规模的不断扩大，为充分了解其遗传背景，建立标记辅助育种，有关泥蚶遗传多样性方面的研究也在不断地進行着。

    图1泥蚶的壳体特征

    1泥蚶遗传多样性研究概况

    在遗传学的建立和发展过程中，遗传标记（Genetic markers）是研究生物遗传多样性的合适指标。遗传标记是指与目标性状紧密连锁，同该性状共同分离且易于识别的可遗传的等位基因变异[1]。遗传标记主要经历了形态学标记、细胞学标记、生化标记和分子标记四个阶段。因此，泥蚶的遗传多样性研究也经历了这四个阶段。

    1.1形态学标记

    形态学标记（morphological markers）是与目标性状紧密连锁，表型上可识别的等位基因突变体[2]。自然界生物存在着许多非常明显的形态标记。张永普[3]等人对4个地理种群泥蚶的形态差异进行了研究，结果表明各形态性状差异显著，贝壳形状是决定泥蚶不同地理种群的主要性状，其次为咬合齿。蒋涛涛[4]等人对450个泥蚶成贝定量分析了壳形态性状对活体重和软体部重的影响。结果表明壳宽是影响活体重的主要因素，而壳高是影响软体部重的主要因素。姚韩韩[5]等人利用形态学标记研究了泥蚶奉化种群和韩国种群的壳形态差异，结果表明韩国种群的壳型比奉化种群更加鼓胀，软体部含量更高。

    1.2细胞学标记

    细胞学标记（Cytological markers）是指对经过处理的生物染色体数目和形态进行分析，能明确显示遗传多样性的细胞学特征[6]。吴洪喜[7]等人利用胚胎细胞做成的染色体制片，对乐清湾泥蚶染色体进行了分析。结果表明乐清湾泥蚶核型为2N=38，32 m+6 sm，NF=76。郑家声[8]等人用鳃细胞空气干燥法制片，对泥蚶、毛蚶、魁蚶的染色体组型进行了分析研究。它们的染色体数目2N和总臂数NF都相同，但是染色体组型不同。陆荣茂[9]等人以毛蚶、泥蚶、橄榄蚶担轮幼虫为材料进行染色体制备和核型分析，结果表明：3种蚶的二倍体染色体数目都为38，核型公式分别为20 m+12 sm+6 st、22 m+12 sm+4 st、18 m+18 sm+2 st、染色体臂数NF分别为70、72、74。聚类分析结果显示橄榄蚶更接近于毛蚶。

    1.3生化标记

    生化标记（Biochemical markers）是指以生物体内生化性状为标记，主要包括血型标记、血清蛋白标记和同工酶标记等。目前，应用较广泛的生化标记主要是同工酶标记。喻子牛[10]等人采用水平淀粉凝胶电泳技术研究了荣成、青岛、温州三个泥蚶群体的等位基因酶遗传变异。在12种等位基因酶中共检测到了27个基因位点，结果表明荣成与青岛群体遗传同一性大于与温州群体的，三个群体在多个位点上都存在明显的杂合子缺失现象。贾守菊[11]等人采用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法对过氧化物酶（POD）、酯酶（EST）及淀粉酶（AMY）进行研究，揭示了5个不同种群泥蚶同工酶的表达差异性。此外，王日昕[12]等人也对7个不同地理群体的泥蚶进行过同工酶分析，结果发现检测的11种同工酶中，除ATPase外其他10种存在差异，特别是汕头和湛江两地理群体与其他5个地理群体之间的差异尤其显著。

    1.4分子标记

    分子遗传标记（molecular markers）是根据基因组DNA存在丰富的多态性而发展起来的可直接反映生物个体在DNA水平上的差异的一类新型的遗传标记[13]。目前，（一）在随机扩增多态性DNA（即RAPD）分子标记方面：李太武[14]等人对5个泥蚶群体的遗传多样性进行了研究，结果表明5个群体遗传分化不明显，其余4个群体的多态位点比例和遗传平均杂合度比韩国群体有所降低。此外，李成华[15]和徐义平[16]等人也分别利用RAPD技术分析了不同地理泥蚶群体的遗传多样性。（二）在限制性片段长度多态性（即RFLP）分子标记方面：戴伟[17]等人对3个泥蚶地理群体的核糖体DNA ITS区进行分析，从分子水平探讨了三者的遗传多样性及亲缘关系。此外，郭永军[18]等人对毛蚶、魁蚶和泥蚶核糖体DNA转录间隔区（ITS）进行RFLP分析时未发现毛蚶和魁蚶间特异性RFLP标记，但6种限制性内切酶均能将泥蚶与毛蚶及魁蚶区别开来。（三）在微卫星标记方面：顾晓英[19]等人应用6个微卫星标记在奉化泥蚶种群上进行扩增，以检测其遗传信息。田野[20]等人采用微卫星分子标记技术对人工选育的泥蚶群体进行遗传多样性分析。结果表明连续的人工选育过程，群体的遗传多样性仍然比较高，但选育过程对群体的遗传多样性和遗传分化有一定程度的影响。此外，程雪艳[21]等人运用微卫星DNA标记，对5个不同泥蚶地理群体分析发现其呈现出较低的遗传分化。（四）在扩增片段长度多态性（即AFLP）分子标记方面：姚韩韩[22]等人利用AFLP分子标记技术对泥蚶4个快速生长家系的遗传结构及遗传差异进行了分析，预测能够繁育出生长优势子代的最佳亲本组合，减少近交机率。刘博[23]等人采用AFLP标记技术结合“拟测交”策略，对泥蚶父、母本和109个F1全同胞个体进行了遗传连锁的分析研究，构建了泥蚶的遗传连锁图谱。此外，董迎辉[24]等人利用AFLP标记技术研究了快速生长品系的遗传结构并筛查出生长性状相关的分子标记。（五）在以特定序列为核心的分子标记技术方面：郑文娟[25]等人采用PCR技术对我国沿海地区7个泥蚶群体的线粒体COI基因部分序列进行了测定和遗传分析。结果表明我国沿海泥蚶已分化形成福建以南和以北二大类群，二大类群之间的遗传分化已达到亚种水平。刘春芳[26]等人以7个地理群体泥蚶材料，获取592 bp线粒体COI基因片段序列进行遗传多样性及分化分析，结果显示中国沿海泥蚶遗传多样性和群体内遗传分化系数由北向南呈升高趋势。

    2展望

    遗传多样性与一个物种的进化潜在能力和抵御不利生存环境的能力紧密相连，如果一个种群或个体没有遗传多样性，那么就失去了突变、选择，失去了进化的可能，也就无法适应周围环境的变化，最终会被大自然淘汰。目前随着人类的捕捞和养殖活动以及海域环境的急剧变化，泥蚶虽然在自然或人为因素下，基因流不断进行着，但是长期的人工育苗和自繁自育，加剧了近交繁殖，使得泥蚶肥满程度、生长速度的快慢以及繁殖力的大小等重要指标出现下降。另外，盲目的引种和选种，不仅解决不了苗种问题，还有可能进步一降低野生群体的遗传多样性，却得不到能稳定遗传的经济性状优良的后代，可以看出上述问题使得养殖群体以及个别野生群体不可避免地出现一定程度遗传多样性的衰退，泥蚶种质资源受到威胁。为防止这种情况的进步一蔓延以及更好地实现对新发现种群的开发利用，就离不开对泥蚶遗传多样性的研究发展，因此泥蚶遗传多样性的研究步伐不会停滞。作为研究遗传多样性指标的遗传标记已经经历了从简单到复杂、从宏观到微观、从定性到定量的发展过程，即便现在的分子标记也没有一种能完全满足各类实验要求的理想标记。随着物种多样性的发展和发掘、科技的进步以及人类探索自然步伐的加快，生物遗传多样性的研究需求和必要性必将进一步加大，这就会极大地促使人类去探究更快、更精确、更便利的遗传标记用于遗传多样性的研究以造福人类。未来，这些新型遗传标记不仅是了解不同泥蚶种群遗传背景的有力技术支持，而且会带来更大的经济、科研等方面的价值，促使泥蚶增养殖和捕捞可持续健康发展。

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    （收稿日期：2016-10-28）