半滑舌鳎早期发育生物学与种质资源研究
半滑舌鳎是我国渤、黄海的地方性名贵鱼种和理想的增养殖对象，由于过度捕捞和生境变化，资源量严重衰竭，加之独特的生殖习性(雌雄型体差异悬殊和性比变化幅度较大)，其种质资源现状及其可持续利用令人堪忧。本项研究以分布于黄渤海半滑舌鳎野生群体和养殖群体为对象，结合半滑舌鳎规模化人工繁育生产，采用实验生态学手段和多种分子生物学技术，系统地观察和研究了半滑舌鳎早期发育阶段的形态学和生态学特征；从细胞学(染色体核型和带型)、生物化学(组织生化组成和同工酶)和分子遗传学水平(RAPD、AFLP和mtDNA Cyt b和1 6S rRNA基因片段序列)分析研究了分布于黄渤海半滑舌鳎的种质资源特征，阐述其种质资源现状，提出半滑舌鳎合理利用和保护其种质资源的措施，为这一宝贵资源的保护及其增养殖种子工程奠定了理论基础。同时，从分子遗传进化角度探讨了14种鳎亚科鱼类的分子系统进化关系，为形态分类提供有意义的信息，以指导诸如通过近缘种的杂交培育具有优良性状的养殖品系计划的制订。
历经3年多的研究，获得了如下5方面的结果：
1． 首先，跟踪观察和描述了半滑舌鳎从受精卵到2个月龄各主要特征性发育阶段(卵子、胚胎、仔鱼、稚鱼和幼鱼)的形态学特征，阐述了半滑舌鳎特征性器官的发生与消长，比较和论述了舌鳎属鱼类早期发育形态多样性，补充和完善了半滑舌鳎形态学水平的种质资源特征描述。其次，采用实验生态学手段，观察研究了半滑舌鳎胚胎发育与水温的关系，建立了半滑舌鳎胚胎发育速率与培养水温的关系模型，揭示半滑舌鳎胚胎发育的阈温度和有效积温值；认识了盐度与半滑舌鳎胚胎发育进程、变态率、畸形率和仔幼鱼生长的关系，并通过苗种生产验证，提出半滑舌鳎胚胎发育和仔幼鱼培养的最适温、盐度范围，为种苗生产提供了理论依据。第三，观察描述了半滑舌鳎从初孵仔鱼到完成变态营底匍生活幼鱼的摄食与生长，本项研究得到国家自然科学基金(30271027)和国家863计划(2004．AA603320)联合资助。
建立了半滑舌鳎早期生长阶段的生长模型,描述了半滑舌鳎初次摄食率与饥饿不可逆转点,提出了胸角形态特征难以作为鉴别饥饿仔鱼的观点;此外,通过生产实践,摸清了半滑舌鳎早期不同发育阶段的摄食节律、摄食量。
2. 研究和描述了半滑舌鳎染色体核型、G-带、C-带和NOR-带特征。半滑舌鳎的核型公式为2n=42t,NF=42,具有异型染色体;建立了半滑舌鳎染色体G、C和NOR显带实验方法;详细观察和描述了半滑舌鳎21对染色体的G显带特征,分析和观察了半滑舌鳎染色体C显带和NOR带特征;阐述了雌鱼的第21对染色体为异型染色体,其它20对染色体为同型染色体,而雄鱼的全部21对染色体中未发现有异型染色体的存在,第21对为半滑舌鳎的性染色体, 其基因型为ZZ(♂)/ZW(♀)。从染色体水平上阐述了半滑舌鳎的种质资源特征,为半滑舌鳎的细胞遗传学和比较基因组学以及遗传育种和全雌稚鱼培育研究提供背景资料。
3. 其一,以野生和养殖半滑舌鳎肌肉为实验材料,分析和比较野生和养殖半滑舌鳎肌肉组织的水分、粗蛋白、粗脂肪、灰份以及能值和E/P值等主要营养成分;分析和比较了野生和养殖半滑舌鳎肌肉组织的常量和微量元素、氨基酸和脂肪酸组成与含量。其二,采用水平淀粉凝胶电泳技术检测黄海、渤海半滑舌鳎两个群体的同工酶组织特异性并分析和研究其群体遗传结构。结果表明,半滑舌鳎9种组织和器官对18种同工酶的表达呈现明显的组织特异性。选择PGDH、MPI、IDHP、SOD、AAT、MDH、LDH、G3PDH、PGM、LAP、ADH、SDH和ALP共13种同工酶对肌肉和肝脏2种组织进行检测和进行群体遗传学分析,共记录16个基因座位。黄、渤海群体的多态位点比例分别为0.2500和0.3125;两群体平均观测杂合度分别为0.0143、0.0104,平均预期杂合度分别为0.0140、0.0102;平均有效等位基因数则分别为1.0151和1.0108。两群体间的遗传距离为0.00012。其三,应用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,检测半滑舌鳎雌、雄个体的肾、脾、肝、生殖腺、心、脑、肌七种组织忠4种同工酶(ME、MDH、ACP和EST)的表达变异，得到了这4种同工酶在半滑舌鳎雌雄个体中的表达酶谱，发现ME、MDH、 ACP和EST表型在半滑舌鳎的雌性和雄性个体之间存在差异，而在同一性别不同个体之间无差异，有关结果可以用于半滑舌鳎的性别鉴定，为以后检验半滑舌鳎全雌化定向育苗提供生化遗传学依据。
4． 采用AFLP、RAPD和线粒体细胞色b基因(Cvt b)基因序列片段分析技术研究半滑舌鳎群体遗传变异。分别采用5对选择性引物和1 8条随机引物对半滑舌鳎3个群体(黄海、渤海、养殖群体)进行了AFLP和RAPD分析，AFLP和RAPD分析结果表明，黄海群体的遗传多样性高于渤海群体，养殖群体的遗传多样性最低，利用Shannon多样性指数和基因分化系数进行遗传变异来源估算，表明群体间遗传分化很小。对黄海、渤海野生群体共37个个体线粒体细胞色素b(Cyt b)基因片断序列进行了分析，共检测出5种单倍型，渤海群体内个体序列完全相同，共享单倍型H1；在黄海群体中除检测到单倍型H1外，还检测到其余四种单倍型。Cvt b序列分析结果表明，黄海群体遗传多样性较渤海群体丰富，个体间序列变异很小，个体间核苷酸差异数在0.1之间。根据Cyt b基因的部分序列和现代渤海形成的历史推测，黄海一部分半滑舌鳎群体在一两万年左右进入渤海生活。
5． 研究测定了分布在中国沿海的14种舌鳎亚科鱼类的线粒体DNA细胞色素b以及l6SrRNA的部分片段，采用系统发育分析的方法重建了舌鳎科鱼类的系统发育关系，试图阐明舌鳎科尤其是舌鳎属的物种间系统发育关系，澄清形态分类中可能存在的问题。两个基因片段显示的鳎类系统发育关系基本一致。采用圆斑星鲽作为外群构建的系统发育关系显示中国沿海舌鳎亚科鱼类聚为一明显的单系群。系统发育关系的结果显示舌鳎属鱼类内部的系统发育关系与形态分类亚属划分并不一致。值得注意的是须鳎属的日本须鳎，它跟舌鳎属的鱼类并没有如形态分类所期待得互为单系。此外，本研究还检测到几个可能存在的同物异名现象。提示形态学的物种界定可能存在问题。相关结果对舌鳎科鱼类的形态分类提供了一些有意义的探讨，可作为该类群鱼类形态分类订正的参考。
半滑舌鳎;种质资源;染色体;鳎亚科鱼类
中国海洋大学
博士
渔业资源
陈大刚
2006
中文
Q959.486;S932.4
191
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）