長(zhǎng)白明對(duì)蝦野生群體雜合子缺失及過(guò)量研究

長(zhǎng)白明對(duì)蝦野生群體雜合子缺失及過(guò)量研究

明清蝦通常被稱(chēng)為大蝦、白蝦和大明蝦，聯(lián)合國(guó)家糧食農(nóng)業(yè)組織通常被稱(chēng)為紅尾蝦。它屬于甲殼類(lèi)、甲殼類(lèi)、紅藻類(lèi)、明藻類(lèi)。主要分布于巴基斯坦和印度-印度尼西亞沿海地區(qū)，也分布于中國(guó)浙江、福建、廣東、廣東、臺(tái)灣和海南。其中，最常見(jiàn)的是福建省、廣東省和廣東省東部沿海地區(qū)。長(zhǎng)毛明對(duì)蝦為大型蝦,肉質(zhì)鮮美,也可入藥,是我國(guó)南部(南海和東海南部)的主要經(jīng)濟(jì)種.目前,關(guān)于長(zhǎng)毛明對(duì)蝦的研究主要集中在養(yǎng)殖育種、生理生化及營(yíng)養(yǎng)與病害等方面,而對(duì)于我國(guó)長(zhǎng)毛明對(duì)蝦野生群體的雜合性研究至今未見(jiàn)報(bào)道.等位酶技術(shù)具有共顯表達(dá)的特點(diǎn),即它能夠?qū)τ谀澄稽c(diǎn)的基因型為雜合或純合做出判別,從而為物種的種質(zhì)資源研究提供相應(yīng)的技術(shù)幫助.該技術(shù)在凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeusvannamei)、日本囊對(duì)蝦(Marsupenaeusjaponicus)、斑節(jié)對(duì)蝦(Penaeusmonodon)、刀額新對(duì)蝦(Metapenaeusensis)等幾種優(yōu)良養(yǎng)殖對(duì)蝦及鋸緣青蟹(Scyllaserrat)的不同種群的雜合性研究中已成功地應(yīng)用.本研究應(yīng)用等位酶分析技術(shù),對(duì)我國(guó)東南沿海的9個(gè)野生長(zhǎng)毛明對(duì)蝦群體的雜合性進(jìn)行了研究.其內(nèi)容包括其雜合體過(guò)量和缺失的狀況,并對(duì)該狀況發(fā)生的原因進(jìn)行了探討.以便為我國(guó)長(zhǎng)毛明對(duì)蝦種質(zhì)資源的保護(hù)、復(fù)壯、良種選育及其資源的可持續(xù)利用等多個(gè)方面提供必要的基礎(chǔ)資料.1材料和方法1.1樣品的采集和保存實(shí)驗(yàn)材料采自福建的寧德、連江、莆田、泉州、廈門(mén)、漳浦、東山及廣東的南澳、深圳等9個(gè)地點(diǎn).每個(gè)群體隨機(jī)取樣30尾,均為新鮮成熟個(gè)體.樣品當(dāng)天加冰運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,-40℃保存至分析.1.2ssr.3.3酶系統(tǒng)的檢測(cè)取樣品肌肉組織0.5g加入約800mm3的Tris-HCl組織緩沖液(0.1mol/dm3,pH=7.0)冰浴研成勻漿,在4℃條件下以12000r/min離心15min,取上清液,按2∶1加入40%(m/V)蔗糖溶液及20mm3溴酚藍(lán),制備好的酶提取液直接用于電泳或置于4℃冰箱短期保存?zhèn)溆?本實(shí)驗(yàn)采用了垂直板型不連續(xù)聚丙烯酰胺凝膠電泳.電泳條件、染色方法、等位酶的縮寫(xiě)、酶譜的判譯參照黎中寶等(2005)的方法.該實(shí)驗(yàn)總共檢測(cè)了15個(gè)酶系統(tǒng),其中有8個(gè)酶系統(tǒng)的圖片較清晰,可用來(lái)判別分析.它們分別為過(guò)氧化物酶(PER,E.C.1.11.1.7)、蘋(píng)果酸酶(ME,E.C.1.1.1.40)、蘋(píng)果酸脫氫酶(MDH,E.C.1.1.1.37)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AAT,E.C.2.6.1.1)、超氧化物歧化酶(SOD,E.C.1.15.1.1)、酯酶(EST,E.C.3.1.1.-)、淀粉酶(AMY,E.C.3.2.1.1)和乳酸脫氫酶(LDH,E.C.1.1.1.27).實(shí)驗(yàn)共檢測(cè)到15個(gè)酶位點(diǎn)和32個(gè)等位基因.本文所采用的主要遺傳學(xué)參數(shù)包括:雜合體缺乏或過(guò)量系數(shù)(F)、各多態(tài)位點(diǎn)的期望雜合度(He)、各多態(tài)位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度(Ho)及檢測(cè)哈溫平衡符合度的概率值(p).該實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用POPGENE1.32軟件進(jìn)行處理分析.2雜合子缺乏的田間位置長(zhǎng)毛明對(duì)蝦9個(gè)野生群體各個(gè)多態(tài)位點(diǎn)的雜合體缺乏或過(guò)量系數(shù)(F)經(jīng)X2檢驗(yàn)的結(jié)果詳見(jiàn)表1.長(zhǎng)毛明對(duì)蝦各群體中多態(tài)位點(diǎn)符合或偏離哈溫平衡,及雜合體缺乏或過(guò)剩的具體情況如下.寧德群體中Me-2、Est-1位點(diǎn)均非常顯著地偏離哈溫平衡(p<0.01);Est-1、Me-2位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合體過(guò)剩(F<0),并總結(jié)了各位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度和期望雜合度(表1).連江群體中Me-1、Me-2、Mdh-2、Aat-1、Sod-2、Est-1位點(diǎn)均非常顯著地偏離哈溫平衡(p<0.01);Mdh-2、Me-1、Aat-1、Sod-2位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子缺乏(F>0),且其中的Me-1、Mdh-2、Aat-1位點(diǎn)雜合體完全缺失(F=1);Me-2、Est-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合體過(guò)剩(F<0),并總結(jié)了各位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度和期望雜合度(表1).莆田群體中Me-1、Me-2、Mdh-2、Sod-2、Est-1位點(diǎn)均顯著地偏離哈溫平衡(p<0.05);Mdh-2、Me-1、Sod-2位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子缺乏(F>0);Me-2、Est-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合體過(guò)剩(F<0),并總結(jié)了各位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度和期望雜合度(表1).泉州群體中Aat-1位點(diǎn)符合哈溫平衡(p>0.05),Me-2、Sod-2、Est-1位點(diǎn)顯著地偏離哈溫平衡(p<0.05);Sod-2位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子缺乏(F>0);Me-2、Aat-1、Est-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合體過(guò)剩(F<0),并總結(jié)了各位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度和期望雜合度(表1).廈門(mén)群體中Aat-1位點(diǎn)符合哈溫平衡(p>0.05),Me-2、Sod-2、Est-1位點(diǎn)非常顯著地偏離哈溫平衡(p<0.01);Sod-2位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子缺乏(F>0),Me-2、Aat-1、Est-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合體過(guò)剩(F<0),并總結(jié)了各位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度和期望雜合度(表1).漳浦群體中Sod-2、Me-2、Est-1位點(diǎn)均非常顯著地偏離哈溫平衡(p<0.01);Sod-2位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子缺乏(F>0),Me-2、Est-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合體過(guò)剩(F<0),并總結(jié)了各位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度和期望雜合度(表1).東山群體中Aat-1位點(diǎn)符合哈溫平衡(p>0.05),Me-2、Est-1、Amy-1位點(diǎn)均非常顯著地偏離哈溫平衡(p<0.01);Amy-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子缺乏(F>0),Me-2、Aat-1、Est-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合體過(guò)剩(F<0),并總結(jié)了各位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度和期望雜合度(表1).南澳群體中Me-1、Sod-2位點(diǎn)符合哈溫平衡(p>0.05),Me-2、Est-1位點(diǎn)非常顯著地偏離哈溫平衡(p<0.01);Sod-2位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子缺乏(F>0),Me-1、Me-2、Est-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合體過(guò)剩(F<0),并總結(jié)了各位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度和期望雜合度(表1).深圳群體中Sod-2位點(diǎn)符合哈溫平衡(p>0.05),Me-1、Me-2、Est-1位點(diǎn)非常顯著地偏離哈溫平衡(p<0.01);Me-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子缺乏(F>0),Sod-2、Me-2、Est-1位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合體過(guò)剩(F<0),并總結(jié)了各位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度和期望雜合度(表1).綜上所述,在長(zhǎng)毛明對(duì)蝦9個(gè)群體的全部多態(tài)位點(diǎn)中,共有6個(gè)位點(diǎn)符合哈溫平衡(p>0.05),30個(gè)位點(diǎn)偏離哈溫平衡(p<0.05);共13個(gè)位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子缺乏(F>0),23個(gè)位點(diǎn)表現(xiàn)為雜合子過(guò)剩(F<0).3雜合度計(jì)算公式本研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在長(zhǎng)毛明對(duì)蝦9個(gè)群體中共有30個(gè)多態(tài)位點(diǎn)偏離哈溫平衡,即這些位點(diǎn)的觀(guān)察雜合度(Ho)不等于期望雜合度(He),同時(shí)表明這些位點(diǎn)的繁殖方式都不是隨機(jī)交配的.有很多因素會(huì)對(duì)多態(tài)位點(diǎn)偏離哈溫平衡產(chǎn)生影響,因?yàn)樗坏苓z傳學(xué)規(guī)律的控制,而且還受外界環(huán)境的影響.這些影響多態(tài)位點(diǎn)偏離哈溫平衡的因素包括純合子過(guò)量或雜合子缺失,最常見(jiàn)基因純合子、稀有純合子與其他雜合子的比例失調(diào),常見(jiàn)與稀有雜合子的比例失調(diào),基因頻率因自然選擇作用發(fā)生了變化、基因漂變,及相鄰種群的基因由于雜交而正在進(jìn)入到所研究的區(qū)域或是其基因成分發(fā)生了變化等.多態(tài)位點(diǎn)偏離哈溫平衡的現(xiàn)象在甲殼動(dòng)物中已見(jiàn)報(bào)道:日本囊對(duì)蝦(M.japonicus)的Sod-1位點(diǎn),刀額新對(duì)蝦(M.ensis)的Sod-1、Me-4、Aat-1位點(diǎn),斑節(jié)對(duì)蝦(P.monodon)的Sdh-3位點(diǎn),凡納濱對(duì)蝦(L.vannamei)的Sdh-2、Adh-3、Aat-2、Mdh-4、Est-2位點(diǎn)非常顯著地偏離哈溫平衡(p<0.01);三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)的Ldh-2、Cat-3、Sod-3、Me-2位點(diǎn)也偏離了哈溫平衡.雜合體缺乏或過(guò)量系數(shù)(F)用以衡量觀(guān)測(cè)雜合度偏離哈溫平衡的程度,一般在-1和1之間波動(dòng).F=1表明雜合子完全缺失,F>0顯示純合子過(guò)多、雜合子缺乏;F<0顯示雜合體過(guò)剩;若F=0說(shuō)明符合哈溫平衡,該種群是隨機(jī)交配的.黎中寶等(2004)認(rèn)為,將雜合體缺乏或過(guò)量系數(shù)(F)同X2檢驗(yàn)的概率(p)結(jié)合起來(lái)能更全面、更客觀(guān)地了解群體多態(tài)位點(diǎn)的遺傳平衡狀況.雜合體缺乏現(xiàn)象已在多種甲殼類(lèi)動(dòng)物中發(fā)現(xiàn):羅氏沼蝦(Macrobrachiumrosenberg)養(yǎng)殖群體的Est-3位點(diǎn)、鋸緣青蟹(S.serrat)連江群體的Est-1位點(diǎn)和斑節(jié)對(duì)蝦(P.monodon)自然群體中Alp-1、Alp-3、Est-1、Pgm-2、Sod-1和Ldh-1位點(diǎn)均表現(xiàn)為雜合體缺失.雜合子缺失特別是雜合子完全缺失會(huì)致使某些基因從基因庫(kù)中消失,物種的遺傳多樣性會(huì)降低,從而物種適應(yīng)環(huán)境的能力就會(huì)下降,這會(huì)對(duì)種群的生存造成不利的影響.本研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,長(zhǎng)毛明對(duì)蝦9個(gè)群體在不同程度上都存在著相應(yīng)位點(diǎn)雜合子缺失的現(xiàn)象.雜合子缺失的原因一般認(rèn)為有以下幾種:種群內(nèi)交、啞等位基因、Wahlund效應(yīng)、自然選擇等.近年來(lái)長(zhǎng)毛明對(duì)蝦的資源量顯著下降,種群數(shù)量變小,從而加大了種群內(nèi)交的幾率.此外,長(zhǎng)毛明對(duì)蝦的受精方式也增加了其種群內(nèi)交的可能.這是由于長(zhǎng)毛明對(duì)蝦具封閉式納精囊,雖然為體外受精,體外發(fā)育,但卵子的受精是通過(guò)納精囊時(shí)與精子相遇而發(fā)生的.因此,相較精、卵在水中相遇受精的種類(lèi)而言,其發(fā)生近交的可能性大大增加.因此,種群內(nèi)交有可能是長(zhǎng)毛明對(duì)蝦雜合子缺失的原因之一.Ball等(1998)認(rèn)為啞等位基因是作為解釋雜合子缺失現(xiàn)象不可缺少的因素之一.合浦珠母貝(Pinctadamartens)的自然群體中G6PD、6PGD、SOD和AAT位點(diǎn)都存在啞等位基因.中國(guó)明對(duì)蝦(Fenneropenaeuschinens)人工選育群體雜合子缺失的原因也包含啞等位基因.樣本來(lái)自2個(gè)以上基因頻率不同的群體會(huì)導(dǎo)致雜合子缺失,即Wahlund效應(yīng).長(zhǎng)毛明對(duì)蝦在無(wú)節(jié)幼體至糠蝦幼體階段營(yíng)浮游生活.在此期間,幼體有可能隨著海流飄散到離本群體較遠(yuǎn)的群體中.此外,長(zhǎng)毛明對(duì)蝦具有洄游及集群生活的習(xí)性.這些都可能產(chǎn)生Wahlund效應(yīng).一般認(rèn)為自然選擇是引起雜合子缺失的重要因素之一.在本研究中,Sod-2位點(diǎn)除在深圳群體中顯示雜合子過(guò)量但并不顯著(p=1.00)外,在其他群體中均表現(xiàn)為完全純合或雜合子顯著缺失.這似乎