5科11种鱼类ITS1特征分析及其在系统分类研究中的适用性

为了探讨ITS1作为分子标记用于鱼类系统演化的适用性,实验选取鲈形目5科11种鱼类为研究对象,包括尖吻鲈科、射水鱼科、军曹鱼科、剑鱼科和鲹科。通过克隆和测序等技术共获得了348条ITS1序列,长度范围为442~661 bp;通过对所有序列的长度、变异位点数量、GC含量、核苷酸多样性及单倍型多样性指数等遗传特征比较分析发现,11种鱼类ITS1序列无论是在种内还是在种间,长度和序列都表现出较为明显的多态性。特别是在军曹鱼中,70条克隆的长度范围为648~661 bp,但有一条序列存在55 bp缺失,结合该序列的GC含量,二级结构和最小自由能,推断该序列为假基因。以鮣为外类群,基于核糖体ITS1序列构建的邻接树显示在物种种类水平上,不同个体的克隆都按种类聚支,ITS1可以用于该类群物种的区分;在属级水平上,ITS1将11属鱼类完全区分开,能够用于属级水平的区分;在科级水平上,虽然鲹科分为2支的分子结果和形态分类存在差异,但ITS1构建的系统关系与线粒体分子标记构建的系统进化树相似。研究表明,核糖体ITS1可以作为一种有效的分子标记用于研究鱼类的系统分类研究,并且不同的分类阶元其解析能力不同,这将为鱼类核糖体的研究提供科学依据。     

5种鳎科鱼类核糖体ITS1序列比较

核糖体基因在很长一段时间内被认为严格遵循协同进化方式,但是在很多种类中都发现了明显的序列多态性,表明其是非协同进化。为了检测鳎科鱼类核糖体内转录间隔区1(ITS1)序列是否存在多态性,并探究其能否作为种类鉴定的分子标记,本研究克隆获得了5种鳎科鱼类共118条ITS1全序列。结果显示,眼斑豹鳎具有两种差异显著的片段类型,表明其在基因组中遵循非协同进化方式;而在其余4种鳎科鱼类中均没有发现序列多态性,表明其为协同进化。序列分析显示ITS1具有明显的种间长度异质性,最短的序列出现在蛾眉条鳎(412 bp),最长的为眼斑豹鳎(585 bp)。碱基分析显示ITS1序列在5种鳎科鱼类中都呈现出相同的趋势:CGAT,且GC含量为69.5%,远高于AT含量。聚类分析显示除眼斑豹鳎外,所有鳎类均单独聚为一支,种类区分度非常明显,表明ITS1序列能够作为种类鉴定的分子标记。但是眼斑豹鳎的一个克隆和东方箬鳎聚为一支,这种序列多态性对种类鉴定产生了干扰,因此用具有多态的ITS1序列作为分子标记时一定要有足够的克隆数量,避免因数据不充分而得到不正确的结论。     

褐牙鲆(♀)、夏鲆(♂)及其杂交子一代的ITS1序列特征分析

以雌褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)、雄夏鲆(P.dentatus)及其子一代为研究对象,对其核糖体基因的ITS1序列进行比较分析。结果表明,ITS1序列具有明显的种间及个体内差异。在雄夏鲆ITS1序列中仅发现1种基因类型(X型),而在雌褐牙鲆及子一代ITS1序列中发现两种差异显著的基因型(X型和Y型)。在亲本中未检测到两种类型的交换重组序列,而在子代中检测到4个X型与Y型的重组序列,说明子代ITS1区域更容易发生交换重组。进一步的遗传距离分析发现,母本与子代之间的遗传距离(0.059)明显大于父本与子代之间的遗传距离(0.018),且子代中X型片段出现的频率(85.5%)远大于Y型片段出现频率(8.7%),表明亲本双方ITS1区域的遗传信息都遗传给了子代并且X型片段的遗传信息明显占有优势,进而从分子水平上证明子代为褐牙鲆与夏鲆的杂交后代。本研究旨在分析牙鲆属亲本及子代的ITS1序列特征,为鱼类核糖体基因的研究积累数据。     

11种鲈形目鱼类ITS2特征及系统应用

ITS2 (Internal transcribed spacer 2)是位于核糖体5.8S和28S基因之间的非编码序列。为了探讨该片段的多样性特征以及进化模式,本研究选取了鲈形目(Perciformes) 5科11种鱼类为研究对象,共获得了444条ITS2克隆序列,其长度范围为332～515 bp。比较种内不同序列的长度发现,金带细鲹(Selaroides leptolepis)在种内存在24 bp的差异,剑鱼(Xiphias gladius)在种内存在32 bp的差异,这2种鱼类的差异较为明显;其余9种鱼类的长度相对比较保守,长度差异小于14 bp。依据11种鱼类的保守位点数、变异位点数、简约信息位点数、单倍型数、保守位点比例、单倍型多样性指数、核苷酸多样性等特征分析发现,种内存在着不同程度差异,特别是金带细鲹的ITS2序列存在着Type A、Type B和Type C 3种类型,各类型间差异较大。根据序列的多样性特征推断,金带细鲹和剑鱼的进化方式为非协同进化;蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)、大甲鲹(Megalaspis cordyla)、吉打副叶鲹(Alepes djedaba)和日本竹筴鱼(Trachurus japonicas)的长度和变异位点均存在着一定程度的差异,但差异并不明显,视为不严格的协同进化;泰拉鰆鲹(Scomberoides tala)、布氏鲳鲹(Trachinotus blochii)、尖吻鲈(Lates calcarifer)、射水鱼(Toxotes chatareus)和军曹鱼(Rachycentron canadum) 5种鱼类为协同进化;另外,协同和非协同进化状态与分类系统没有相关性。序列比对发现,大甲鲹种内存在着由协同进化方式演变为非严格的协同进化方式的过度序列;在金带细鲹的3个不同个体中,序列间存在着从协同进化、非严格的协同进化演变为非协同进化的3种进化方式。基于ITS2序列构建的11种鱼类的邻接系统树显示,每种鱼类的克隆都分别按种单独聚为一支,鲹科7属鱼类各属也是单独聚支,表明ITS2不仅可以用在种类的分子鉴定,同时也可以作为分子标记应用于鲹科和属级水平的系统关系研究。     

不同抗冻剂对牙鲆胚胎毒性研究以及玻璃化颗粒冷冻保存方法的应用

以牙鲆(Paralichthys olivaceus)不同发育期胚胎为实验材料,研究了7种渗透性和5种非渗透性抗冻剂对牙鲆尾芽期和心跳期胚胎的毒性,同时对玻璃化液在不同胚胎发育期的毒性作用,以及玻璃化颗粒冷冻过程中,冷冻颗粒降温和解冻的时间进行了研究。结果表明,单一渗透性抗冻剂对牙鲆胚胎的毒性随着抗冻剂浓度的升高、平衡时间的延长而提高,其毒性由大到小依次为乙二醇(EG)、酒精(EtOH)、甘油(Gly)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、甲醇(MeOH)、1,2-丙二醇(PG)。非渗透性抗冻剂中聚乙烯吡咯酮(PVP)对牙鲆尾芽期胚胎的毒性最强,其次是蔗糖和D果糖,葡聚糖和葡萄糖毒性最弱。在总体积分数一定的情况下,PG、MeOH与DMSO体积比为9∶6∶5的混合抗冻剂对牙鲆尾芽期胚胎毒性最低;各发育期胚胎经过玻璃化液平衡后,尾芽期以前胚胎的成活率随胚胎发育期逐渐升高,心跳期以后逐渐降低,尾芽期和心跳期成活率最高。含胚胎的玻璃化颗粒冷冻降温时间最短为15.09 s,解冻时间最短为6.22 s;而不含胚胎的玻璃化颗粒冷冻降温和解冻时间分别为(13.83±1.86)s和(7.20±0.90)s。将PG、MeOH与DMSO按体积比9∶6∶5配成总体积分数为35%的混合溶液,再添加5%的蔗糖配制成玻璃化液,采用此玻璃化颗粒冷冻方法对173粒牙鲆尾芽期至心跳期胚胎进行超低温冷冻保存,解冻后共获得4粒成活胚胎。     

太平洋牡蛎核糖体DNA转录间隔子和线粒体基因片段序列测定

以相应引物经PCR扩增了太平洋牡蛎 (Crassostreagigas)的核糖体转录间区域 (ITS 1和ITS 2 )及线粒体 16SrDNA和COI基因片段。PCR产物经T 载体连接后进行克隆和测序 ,分别得到长度为 5 4 3、791、5 30和 70 0bp的核苷酸序列。 4个DNA片段的A、T、G和C碱基含量分别为 2 3.5 7%、2 0 .0 7%、2 9.4 7%和 2 6 .89% (ITS 1) ,2 7.4 3%、19.2 2 %、2 7.0 5 %和2 6 .30 % (ITS 2 ) ,2 9.2 5 %、2 9.2 5 %、2 3.0 2 %和 18.4 9% (16SrDNA) ,2 2 .71%、39.4 3%、2 0 .4 3%和 17.4 3% (COI)。实验证明ITS 1和ITS 2引物在贝类中通用性良好。文中同时讨论了 4个序列在我国几种牡蛎的种类鉴别及相关研究的应用潜力     

6种舌鳎亚科鱼类ITS1序列长度多态性及系统分析

舌鳎属有些种类形态特征高度相似,导致了鉴定困难和种类的混乱,例如短吻三线舌鳎 (Cynoglossus abbreviatus,Gray,1834)、褐斑三线舌鳎 (C. trigrammus,Günther,1862)和紫斑舌鳎 (C. purpureomaculatus,Regan,1905)的种类有效性和种间关系就存在三种观点：仅短吻三线舌鳎为有效种;短吻三线舌鳎和褐斑三线舌鳎均为有效种,而紫斑舌鳎是褐斑三线舌鳎的次同物异名;三个名义种均为有效种。为了解决这一分类混乱,本研究对三种舌鳎的原始描述、自测的模式标本和中国大陆沿海采集标本的28个形态特征和分子条形码进行了比较分析。结果显示,8个可数和16个可量特征的比例值以及2个描述性状在三个种之间为一致、包含、大部分重叠的关系;只有2个描述特征存在差异,一个是在吻长较上眼上缘距背鳍基部的长度特征上,短吻三线舌鳎和紫斑舌鳎为略长、等长或略短于的连续特征值,而褐斑三线舌鳎为明显大于;另一个差异是体表的花色差异,紫斑舌鳎体长一般小于200 mm,且具有明显的斑纹,短吻三线舌鳎体长一般大于200 mm,且随着体长增加,斑点逐渐淡化或者无斑,而不同体长的褐斑三线舌鳎在头后和身体前3/4均具有明显的零星褐色斑纹。COⅠ分子条形码结果显示,短吻三线舌鳎和紫斑舌鳎的遗传距离为0.000~0.002,为种内差异; 褐斑三线舌与其他两种舌鳎之间的遗传距离为0.141~0.145,为种间差异。研究表明,短吻三线舌鳎和褐斑三线舌鳎是有效种,紫斑舌鳎是短吻三线舌鳎的次同物异名。本研究结果为鲽形目鱼类的正确分类提供了科学依据。

     

鱼类细胞肿大虹彩病毒病研究进展

鱼类细胞肿大虹彩病毒病在东亚和东南亚的真鲷、石斑鱼、大菱鲆、大黄鱼、鳜鱼等多种养殖鱼类中的频繁流行,致使感染鱼类出现大面积死亡,已成为危害养殖鱼类最严重的病毒病之一.文章综述了近年来鱼类细胞肿大虹彩病毒病的研究现状,重点介绍了该类疾病的流行病学、临床症状、组织病理学、分子生物学检测技术、病毒的传播途径、致病机制以及病毒的免疫防控等方面的研究进展,并对当前鱼类细胞肿大虹彩病毒研究中存在的问题进行了分析和展望.     

Real-time PCR技术用于中国大菱鲆虹彩病毒的组织敏感性检测及病毒流行情况调查

中国大菱鲆虹彩病毒(turbot reddish body iridovirus, TRBIV)是一种感染养殖大菱鲆的鱼类虹彩病毒,它可以引起大菱鲆病毒性红体病并导致养殖大菱鲆大量死亡。本研究利用TRBIV主要衣壳蛋白基因序列设计的一对引物,结合内嵌式核酸染料SYBR Green І,建立了TRBIV特异的Real-time PCR检测方法。实验结果表明,该对引物具有较高的灵敏度和较强的特异性,能够检测相当于102数量级的TRBIV基因组拷贝,而不与健康大菱鲆组织DNA、淋巴囊肿病毒DNA发生交叉反应。最后,应用建立的Real-time PCR检测方法,开展了TRBIV的组织敏感性检测和病毒流行情况调查。结果发现,大菱鲆的脾脏、肾脏、脑、鳃、心脏、肝脏、消化道、血液等组织中均可检测到TRBIV的存在,其中脾和肾是TRBIV的最主要的靶器官,每毫克组织的病毒含量分别高达5.23106个和2.18106个。分子流行病学调查结果显示,在山东半岛的多个大菱鲆养殖场中均存在TRBIV的感染和流行。     

黄海蓝点马鲛mtDNA D-loop序列变异分析

采用聚合酶链式反应(PCR)技术对山东半岛南岸水域的蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)群体(n＝20)的mtDNA D—1oop序列进行扩增，获得了大小约为500bp的扩增产物。PCR产物经纯化后进行序列测定，得到了410bp的核苷酸片段(除去引物及部分端部序列)。用Genedoc软件进行排序比较，在这20个个体中，共检测到54个变异位点，包括2个碱基缺失、1个碱基插入、43个转换位点、7个颠换位点及2个转换与颠换同时存在的位点。运用MEGA软件计算出不同个体间的遗传距离，并据此构建了UPGMA和NJ系统树。用DNASP软件计算出的多态位点数(S)为54、核苷酸多样性(Pi)和平均核苷酸差异数(K)分别为0．0271和11．047。研究结果表明，蓝点马鲛的mtDNA D—1oop基因个体变异程度较大，适合于群体内及群体间不同个体的遗传多样性分析。