大菱鲆子二代家系白化与正常幼鱼生长及形态学差异
关健;郑永允;刘洪军;官曙光;张全启;雷霁霖
【摘 要】白化现象是大菱鲆(Scophthalmus maximus)生产中存在的主要问题之一.2009年,采用大菱鲆育种标准化苗种培育方案培育大菱鲆子二代全同胞家系32个,选取其中白化较为严重的16个全同胞家系(包括6对半同胞家系组合)作为样本家系,抽样测定统计各家系85日龄(dph)幼鱼的形态指标,比较了各全同胞家系白化和正常鱼的形态特征,以及全同胞家系间生长的差异.大菱鲆幼鱼体色分为完全正常、局部白化和完全白化3个类型,白化率统计时将部分白化幼鱼归于白化幼鱼一类.16个全同胞家系的白化率处于17.2％～86.7％范围内,6对半同胞家系组合的白化率差别较大,姊妹家系间白化率差值0 ～ 46％,因此认为白化可能受到母系遗传或卵子质量的影响.多数家系的白化与正常幼鱼的全长、体长、总高、体高、全重差异不显著(P＞0.05).16个全同胞家系样本中,除2个家系外,其余家系的白化与体色正常鱼的可比性状差异不显著(p＞0.05).将各全同胞家系抽样的全部90尾鱼的全重平均值作为指标进行比较,发现全重的生长差异在全同胞家系间表现较为明显.因此,白化鱼与原色鱼的生长和身体形态整体上不存在显著差异.本研究还获得速生候选家系1个,高体型候选家系3个.根据研究结果分析大菱鲆
白化现象发生的原因,认为虽然遗传不是大菱鲆白化与否的决定因素,但却是一个重要因素.%Albinism has a significant effect on the market value of cultured turbot Scophthalmus maximus. We investigated the caus of albinism in cultured turbot by constructing 32 full-sib turbot families using standardized larval-rearing in 2009. We measured weight and documented the morphology of 16 full-sib families (including 6 pairs of half-sib families) with higher rates of albinism 85 days post hatching (dph). We compared the morphology of albino juveniles and normal juveniles in every F2 family. In addition, we lected a fast growing family and three high-body type families as candidates for a lective breeding program. The skin pigmentation pattern could be classified into 3 types: albino, partial albino, and normal, in which the partial albino was classified as being within the range of albinism. The albino rate of every F2 family was between 17.2 and 86.7%. There was a significant difference in the rate of albinism among half-sib families, which was likely caud by maternal inheritance and ovular quality. We also found a significant difference in total length, body length, total height, body height, and total weight (P<0.05) between albino and normal juveniles in families C, Hand R. In additi
on, total height and body weight were significantly different among the 16 full sib families (P<0.05). There was no significant difference in any of the measures between albino and normal juveniles within the same family, with the exception of families H and R. In summary, there were no significant differences in growth rates and body shape between albino and normal juveniles. Our results suggest that although genetics play a role in albinism, it is not the determining factor.
【期刊名称】《中国水产科学》
【年(卷),期】2011(018)006
【总页数】7页(P1286-1292)
【关键词】大菱鲆;子二代家系;白化;生长;形态学
【作 者】关健;郑永允;刘洪军;官曙光;张全启;雷霁霖
【作者单位】中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛266002;山东省海水养殖研究所,山东青
岛266002;山东省海水养殖研究所,山东青岛266002;山东省海水养殖研究所,山东青岛266002;山东省海水养殖研究所,山东青岛266002;中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛266002;山东省海水养殖研究所,山东青岛266002;中国水产科学研究院 黄海水产研究所 山东青岛266071
【正文语种】中 文
【中图分类】Q954;S96
白化现象是大菱鲆(Scophthalmus maximus)苗种繁育、养殖中至今尚未彻底解决的难题之一。在流通市场上, 白化鱼被认为是劣质产品, 其经济价值远低于正常鱼。因此, 研究大菱鲆的白化现象, 具有经济价值和重要的学术意义[1-2]。为揭开鲆鲽类白化的发生机理, 学者们从环境因子(如底质、光照、水温、培育密度)[3]、营养条件[4-9]、遗传学[9-10]和生理学[11-13]等不同的视角进行了研究, 多数学者认为营养和生理是导致白化的主因, 但至今尚无定论。在中国的大菱鲆养殖中, 部分养殖业者和技术人员认为白化鱼的生长速度要高于相同批次正常鱼, 为缩短养殖周期、降低养殖成本, 许多养殖户购买廉价的白化苗种用于养殖。至于白化鱼是否具有生长优势、优势程度如何, 目前尚无任何数据支持的报道。本课题组在
2009年的大菱鲆育种研究中, 采用育种标准化培育方法, 将各个全同胞家系的受精卵分别培育至幼鱼阶段, 至 85 dph(孵化后日龄数, days past hatching)时测定、统计其幼鱼的正常与不正长体色的形态学指标, 以期获得白化与体色正常个体的相关生长数据, 其结果将对大菱鲆养殖业的健康发展提供有价值的指导。
本实验于2009年5月在山东烟台龙口市烟台百佳水产有限公司进行。选用 100尾子一代(F1)优质大菱鲆(体色全部正常, 无白化)作为亲鱼群体, 建立育种用子二代(F2)全同胞家系 32个。从各家系中选留幼鱼500尾。0～70 dph, 每个家系分别单独饲养于一个培育池中, 至70 dph经荧光标记后则合并于同一池中进行混养。
0～70 dph: 培育池为直径 3m 的圆形水泥池,日常水深80 cm左右, 实用水体6 m3。水温维持在20～22℃、盐度为29(自然海水), pH 8.0, 日换水率300%～400%。
70～85 dph: 使用荧光标记各家系幼鱼(组合:颜色×标记位点)后转为同池混养。设3个重复, 每个重复收容各家系幼鱼150尾(即各重复收容总数为4 800尾幼鱼)。总培育池为一个方形八角水泥池(边长5.0 m, 池深0.6 m), 收容密度200尾/ m2。使用深井海水(水温14.5～15.0, ℃盐度29, pH 8.0)培育, 日换水率300%。
培育光照1 000～2 000 lx; 投喂“日清”配合饵料, 饵料粒径随幼鱼生长而调整。
大菱鲆的白化现象多发生于 25～30 dph变态开始前后, 50 dph后基本稳定[12]。为此选择在85 dph时进行幼鱼白化和生长的测量统计。在3个重复中各家系随机取样30尾(即每个家系抽样90尾), 统计各家系的白化幼鱼和体色正常鱼(以下简称“白化鱼”、“正常鱼”)数量, 计算平均值, 家系白化率=(完全白化鱼+局部白化鱼)/抽样总数×100%。
在各重复组中每个家系随机取样的 30尾幼鱼, 使用游标卡尺(精确度达 0.1 mm)测量长度,使用天平(上海民桥JA2103, 精确度0.01g)称其全重。测定全长、体长、总高、体高、总重及正常/白化情况; 计算 5个重要的可比性状: 体高/体长、全长/体长、全重/体长、体高/总高及全重/体高。选取 16个白化率较高的家系(家系命名依次为: A、B、C、D、F、G、H、I、K、L、M、O、P、R、U、Z)作为研究样本, 其中半同胞家系组合6对(父系半同胞家系组合: C-U、D-M、F-H、G-I, 母系全同胞家系组合: F-G、H-I), 各家系亲本组合见表1。
试验结果以平均值±标准差(xmean±SD) 表示; 全同胞家系白化、正常鱼的可量、可比性状的差异使用SPSS11.5的独立样方t检验进行数据统计, P＜0.05为差异显著, P＜0.01则认为是差异极显著。使用Origin8.0软件制图。
家系大菱鲆幼鱼体色发育为完全正常、局部白化和完全白化3个类型。白化率为局部白化与完全白化幼鱼占幼鱼总数的百分比。各家系白化率见图 1, 其中 C最低 (17.2%), Z最高(86.7%);白化率15%～40%之间的有6个家系(B、C、F、G、H、I); 40%～65%之间的有6个家系(A、D、L、M、P、U); 65%以上的有4个家系(K、O、R、Z)。一些半同胞家系之间的白化率差异较大(图2),最大的为 C-U组合家系(分别为 17.24%、63.33%,相差46%, 父系半同胞), G-I组合也差异较大(分别为25%、40.63%, 相差15%以上, 父系半同胞),而 H-I组合家系(母系半同胞)几乎一致, 为40.63%。畸形率方面, 正常鱼为0.28%, 白化鱼则高达0.83%, 白化鱼畸形率高于正常鱼。
同家系的大菱鲆白化鱼与正常鱼的全长、体长、总高、体高与全重的比较分别见图3-图7。绝大多数家系白化与正常鱼之间全长、体长、总高与体高无显著差异, 仅个别家系的白化与正常鱼存在显著差异, 如家系C的全长、体长、总高、体高差异均显著(正常鱼＜白化鱼, P＜0.05); 家系H 的体长差异显著(正常鱼＞白化鱼, P＜0.05); 家系 R 的总高差异显著(正常鱼＜白化鱼, P＜0.05),全长、体长、体高差异均极其显著(正常鱼＜白化鱼, P＜0.01)。同家系白化与正常鱼之间的全重, 除家系H(正常鱼＞白化鱼)、R(正常鱼＜白化鱼)差异极其显著(P＜0.01)外, 其余家系差异不显著; 总体上, 同家系的白化/正常鱼的生长差异不显著。但
家系间幼鱼平均全重差别较大, 即全重的生长表现出较为明显的家系间差异。
因各家系白化/正常鱼之间和家系之间的全长/体长、体高/总高的比值较为一致, 故本文只对5个可比性状中差异较为显著的体高/体长、全重/体长、全重/体高进行比较(图 8、9、10)。体高/体长比, 除家系 H(正常鱼＜白化鱼, P＜0.01)与R(正常鱼＞白化鱼, P＜0.05)外, 其余家系差异不显著。全重/体长的情况与全重/体高类似, 除家系H(正常鱼＜白化鱼, P＜0.01)、R(正常鱼＞白化鱼,P＜0.01)的正常鱼、白化鱼之间的差异特别显著以外, 其余家系则差异不显著; 但家系间的差别明显(图9、10), 与全重(图7)情况类似。
通常认为, 白化是由于色素细胞的发育或色素的生成出现异常所致, 任何一种遗传缺陷或生理生化的改变, 只要能够干扰黑色素细胞发育和分化过程中的任一个环节, 或者干扰黑色素生成过程中的任一环节, 都会导致白化[2]。本研究中,大菱鲆F2全同胞家系的幼鱼, 出现体色完全正常、局部白化和全部白化 3个类型, 即遗传相同的幼鱼可发育为不同的表现型, 说明白化现象不是单纯由遗传决定。因各家系受精卵是在完全相同条件下培育至85 dph的, 故各家系受到的环境因子和营养因子的影响力可视为相同, 而各家系间白化率差异较大, 又表明遗传可能是大菱鲆白化重要的决定因素, 但不是唯一因素。
有研究表明, 哺乳动物、两栖类、鸟类和青鳉鱼的白化与酪氨酸酶基因的突变有关, 是一种常染色体隐性遗传病。在比目鱼类方面, Kazuo[14]使用同一尾牙鲆雌鱼的卵进行雌核发育, 比较培育雌核发育子代与正常发育子代, 认为牙鲆的白化与遗传有关; 王家庆等应用mRNA差异显示技术, 发现差异表达基因片段DEN-1与DEN-2表达均在白化大菱鲆的有眼侧皮肤组织中发生下调,两个基因片段表达量的多少与大菱鲆白化病的发生密切相关[9]。一般认为, 色素形成的遗传机制是非常复杂化和多样性的, 许多基因都可介导色素细胞的形成[11,15], 而正常/白化表型与基因型却未必存在紧密的连锁关系, 相关基因表达与否及表达水平在相当大的程度上可能受到环境因子与生理状态的调高或抑制。因而, 大菱鲆白化可能是遗传、环境、营养共同作用的结果, 遗传基因是基础, 环境和营养是白化发生的条件和诱因。
