中国云南三产地淡水三角涡虫核型分析

第35卷 第2期水生生物学报Vol. 35, No.2 2011年3月ACTA HYDROBIOLOGICA SINICAMar., 2 0 1 1收稿日期: 2010-01-29; 修订日期: 2010-09-06基金项目: 国家自然科学基金(30870368, 30670247, 30170119); 教育部高等学校博士点基金(20080476003); 河南省杰出青年基金(0312001100); 河南省创新人才基金(2005126)资助通讯作者: 陈广文(1963—), 男, 河南唐河人; 博士, 教授; 研究方向为中国淡水涡虫资源及涡虫再生机理。

Tel: 86-373-3326190;E-mail: Chengw0183@DOI: 10.3724/SP.J.1035.2011.00333中国云南三产地淡水三角涡虫核型分析陈广文1 田士瑞1 刘 涛1 刘德增1,2(1. 河南师范大学生命科学学院, 新乡 453007; 2. 黑龙江省科学院自然资源研究所, 哈尔滨 150031)摘要: 利用空气干燥法, 对采自云南省丽江市束河古镇、保山市龙王塘和香格里拉市小中甸3产地淡水三角涡虫(Dugesia sp.)的染色体和核型进行分析, 结果表明: 丽江市束河古镇淡水三角涡虫体细胞的染色体数目以16条为主, 为二倍体(2n=2x=16=16m); 保山市龙王塘淡水三角涡虫体细胞的染色体数目以24条为主(2n=3x=24=24m), 少数为16条(2n=2x=16=16m), 为三倍体和为二倍体的混合倍体; 值得注意的是: 香格里拉市小中甸淡水三角涡虫体细胞的染色体数目以极少见的26条为主(2n=3x+2=24+2=21m+3st+2m), 少数为25条(2n=3x+1=24+1=21m+3st+1m)和24条(2n=3x=24=21m+3st), 为三倍性混合倍体。

研究根据核型结果对上述三产地淡水三角涡虫的分类和染色体非整倍性进行了分析。

关键词: 三角涡虫; 核型; 染色体非整倍性; 中国云南中图分类号: Q343.2+2 文献标识码: A 文章编号: 1000-3207(2011)02-0333-07扁形动物是动物界最早出现两侧对称、三胚层的无脊椎动物, 这些进化特征确立了扁形动物在动物系统演化中的特殊地位[1,2]。

三角涡虫(Dugesia )在分类学上隶属于扁形动物门(Platyhelminthes)、涡虫纲(Turbellaria), 我国分布广泛。

由于涡虫具有强大的再生能力和特殊的进化地位而使其成为再生生物学、细胞遗传学、发育生物学和进化生物学研究的好材料。

染色体是遗传物质的载体, 在一般情况下, 不同的物种具有不同的染色体数目, 染色体数目和结构的变化是物种进化的主要诱因, 因此, 染色体研究和核型分析在分类学、遗传学、育种学、病理学和进化生物学研究方面具有重要作用。

关于三角涡虫的染色体国外研究较早[3], 我国近年来也有报 道[4—9]。

染色体非整倍性变化是物种进化中最为重要的一种变化, 在细胞遗传学研究中有着重要的作用。

在淡水涡虫染色体研究方面, 非整倍体现象与物种进化的关系目前研究不多, 很值得深入研究[10]。

本文对我国云南丽江市束河古镇、保山市龙王塘和香格里拉市小中甸3产地淡水三角涡虫(Dugesia sp.)的染色体及核型进行了研究, 并对香格里拉市小中甸淡水三角涡虫染色体中出现的非整倍体现象做了初步分析, 以期为我国淡水涡虫分类学和进化生物学研究提供基础资料。

1 材料与方法1.1 材料实验用三角涡虫(Dugesia sp)分别采自云南省丽江市束河古镇(N26°55.694′, E100°12.208′, 海拔1884 m)、保山市龙王塘(N25°11.026′, E99°11.829′, 海拔1724 m)和香格里拉市小中甸(N 27°30.318′, E 99°54.868′, 海拔3145 m)。

1.2 方法染色体制备 染色体制备方法参照Chen, et al .[11]的方法进行。

染色体计数 每个产地随机选取10个以上个体制备染色体, 在显微镜下从中挑选染色体分散良好的中期体细胞100个以上, 统计染色体数目。

核型分析 在所观察的中期体细胞中, 每个334 水生生物学报 35卷产地选出5个来自不同个体、着丝点清楚、分散好、背景清晰、染色体比较平直的中期细胞进行拍照、放大、测量, 算出每一染色体的相对长度、臂比和着丝点指数, 根据测量结果进行染色体分组和编号。

着丝点位置按Levan, et al . [12]的方法确定。

2 结果2.1 云南三产地淡水三角涡虫体细胞中期分裂相染色体数据统计显微镜下观察三产地淡水三角涡虫体细胞中期分裂相, 并进行染色体计数统计(表1)。

2.2 云南三产地淡水三角涡虫体细胞染色体核型分析经测量和统计分析, 得到三产地淡水三角涡虫核型参数(表2－4), 中期分裂相及核型图(图1、图3和图5), 核型模式图(图2、图4和图6)。

核型分析结果如下:丽江市束河古镇淡水三角涡虫体细胞中期分裂相中, 染色体数以16条为主, 占79.85%为二倍体2n=2x=16, 核型公式为2n=2x=16=16m 。

8组染色体中, 最大组染色体相对长度为最小组的2倍稍多,全为中部着丝点染色体, 属1B 核型。

保山市龙王塘淡水三角涡虫体细胞中期分裂相中, 染色体数以24条为主, 占77.85%, 为三倍体2n=3x=24, 核型公式为2n=3x=24=24m; 少数为16条, 占9.73%, 为二倍体2n=2x=16, 核型公式为2n=2x=16=16m 。

在8组染色体中, 最大组染色体相对长度为最小组的2倍稍多, 全为中部着丝点染色体, 属1B 核型。

香格里拉市小中甸淡水三角涡虫体细胞中期分裂相中, 出现了特殊的现象。

体细胞染色体数以26条为主, 占57.55%, 为少见的三倍性非整倍体2n= 3x+2=24+2, 核型公式也很特殊, 为2n=3x+2=24+ 2=21m+3st+2m; 少数为25条, 占10.38%, 为三倍性非整倍体2n=3x+1=24+1, 核型公式为2n=3x+1= 24+1=21m+3st+1m, 极少数为24条, 占9.43%, 为三倍体2n=3x=24, 核型公式为2n=3x=24=21m+3st 。

在9组染色体中, 最大组染色体相对长度为最小组的5倍多, 臂比大于2的染色体的比例为12%, 属2C 核型。

另外, 从核型图可以发现, 第5组染色体为亚端部着丝点染色体, 第9组染色体较小, 为中部着丝点染色体。

表1 云南三产地淡水三角涡虫体细胞染色体数目统计表Tab. 1 The statistical data of the chromosome number of somatic cells of Dugesia sp. from Shuhe town, Longwangtang pond and Xiaoz-haongdian town, Yunnan Province染色体众数百分比The percent of chromosome model counts (%) 产地 Locality观察细胞总数 No. of cells observed1624 25 26其他 Others丽江市束河古镇Shuhe town, Lijiang City 27379.85 0 0 0 20.15保山市龙王塘Longwangtang pond , Baoshan City 298 9.73 77.85 0 0 12.42 香格里拉市小中甸Xiaozhaongdian town , Xianggelila City106 0 9.43 10.38 57.55 22.64表2 丽江市束河古镇淡水三角涡虫染色体核型参数Tab. 2 The karyotype parameter of Dugesia sp. of Shuhe town, Lijiang City编号 No. of chromosome相对长度 Relative length臂比 Arm ratio着丝点指数 Centromere index染色体类型 Chromosome type1 17.87±0.41 1.14±0.06 46.85±1.34 m2 15.40±0.17 1.11±0.07 47.55±1.60 m3 14.21±0.21 1.21±0.11 45.49±2.08 m4 12.99±0.49 1.40±0.19 41.98±3.47 m5 11.48±0.42 1.30±0.16 43.72±3.09 m 6 10.06±0.26 1.19±0.0845.78±1.70m 7 9.34±0.26 1.33±0.08 43.24±1.30 m 8 8.65±0.791.37±0.29 43.20±3.50m2期陈广文等: 中国云南三产地淡水三角涡虫核型分析 335表3保山市龙王塘淡水三角涡虫染色体核型参数Tab. 3 The karyotype parameter of Dugesia sp.of Longwangtang pond, Baoshan City编号No. of chromosome相对长度Relative length臂比Arm ratio着丝点指数Centromere index染色体类型Chromosome type1 18.55±0.62 1.12±0.06 47.19±1.24 m2 15.01±0.45 1.11±0.04 47.48±0.90 m3 13.75±0.25 1.21±0.06 45.49±1.14 m4 12.57±0.40 1.28±0.07 44.01±1.25 m5 11.24±0.29 1.24±0.09 44.87±1.75 m6 10.37±0.18 1.20±0.12 45.57±2.46 m7 9.68±0.22 1.17±0.07 46.29±1.43 m8 8.84±0.41 1.26±0.03 44.54±0.64 m表4香格里拉市小中甸淡水三角涡虫染色体核型参数Tab. 4 The karyotype parameter of Dugesia sp. of Xiaozhaongdian town, Xianggelila City编号No. of chromosome相对长度Relative length臂比Arm ratio着丝点指数Centromere index染色体类型Chromosome type1 17.65±0.52 1.23±0.07 44.93±1.43 m2 15.24±0.31 1.15±0.09 46.73±1.84 m3 12.68±0.18 1.19±0.08 45.78±1.53 m4 11.81±0.24 1.41±0.11 41.67±2.08 m5 11.25±0.21 4.10±0.55 19.95±2.13 st6 10.38±0.19 1.21±0.05 45.44±1.00 m7 9.34±0.26 1.22±0.08 45.19±1.60 m8 8.39±0.24 1.29±0.18 44.20±3.39 m9 3.26±0.44 1.18±0.07 46.07±1.59 m图1 丽江市束河古镇淡水三角涡虫体细胞中期分裂相及核型图Fig. 1 The metaphase and karyotype of Dugesia sp. from Shuhe town, Lijiang City3 讨论3.1三产地淡水三角涡虫分类地位Kawakatsu, et al.和Tamura, et al.认为: 中国、日本和韩国等东亚国家淡水三角涡虫依生殖器官的结构和染色体组型的不同, 可分为日本三角涡虫(Dugesia japonica Ichikawa et Kawakatsu, 1964)和琉球三角涡虫(Dugesia ryukyuensis Kawakatsu, 1976) 两个种[13,14], 并认为中国的淡水三角涡虫全部属于三角涡虫属中的日本三角涡虫[13]。