李 志 周 莉 王忠衛(wèi) 李熙銀 張曉娟 汪 洋 桂建芳

(中國科學院水生生物研究所淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室, 武漢 430072)

異育銀鯽A+系和F系肌間骨的比較分析

李 志 周 莉 王忠衛(wèi) 李熙銀 張曉娟 汪 洋 桂建芳

(中國科學院水生生物研究所淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室, 武漢 430072)

研究采用常規(guī)測量法和解剖法, 并結(jié)合CT透視, 比較分析了異育銀鯽主養(yǎng)品種“中科3號”(A+系)和候選新品系F系的肌間骨的數(shù)目、形態(tài)和分布。結(jié)果表明, 6月齡和18月齡異育銀鯽F系平均總肌間骨數(shù)分別為71.8±2.9和83.3±1.4, 均極顯著少于相應(yīng)月齡銀鯽A+系總肌間骨數(shù)目(78.6±3.9和87.0±1.5)(P<0.01)。并統(tǒng)計了2個品系的每一肌節(jié)的平均肌間骨數(shù)目, 6月齡和18月齡異育銀鯽F系的每一肌節(jié)的平均肌間骨數(shù)目極顯著少于相應(yīng)月齡銀鯽A+系(P<0.01)。銀鯽A+系和F系均有髓弓小骨和脈弓小骨, 沒有椎體小骨。6月齡和18月齡銀鯽F系髓弓小骨的平均數(shù)目為48.2±1.1和55.8±0.52, 均極顯著少于相應(yīng)月齡銀鯽A+系的髓弓小骨(53.7±1.6和58.7±0.5)(P<0.01)。異育銀鯽兩個品系的脈弓小骨數(shù)目差異不顯著; 2個品系均具有“I”形、“卜”形、“Y”形、一端多叉形、兩端兩分叉形、兩端多叉形和樹枝形7種類型的肌間骨, 髓弓小骨比脈弓小骨數(shù)量多且形狀復(fù)雜。隨著月齡的增長, 2個品系具有的總肌間骨數(shù)目以及復(fù)雜肌間骨數(shù)目均增加。6月齡和18月齡銀鯽F系軀軸上肌節(jié)間的復(fù)雜“Y”形髓弓小骨數(shù)目均比相應(yīng)月齡的銀鯽A+系少, 而簡單的“I”形髓弓小骨數(shù)目比相應(yīng)月齡的A+系多, 表現(xiàn)出一種有利于食用的優(yōu)勢。研究結(jié)果為異育銀鯽候選新品系F系提供了一個品質(zhì)評價指標, 同時也為后續(xù)進行異育銀鯽肌間骨遺傳改良提供了形態(tài)學基礎(chǔ)資料。

異育銀鯽; A+系; F系; 肌間骨; 遺傳改良

肌間骨(Intramuscular bone), 又名肌間刺或肌隔內(nèi)骨, 分布于椎骨兩側(cè)肌間隔中, 由肌膈結(jié)締組織中的間充質(zhì)細胞直接骨化而來, 是硬骨魚類特有的結(jié)構(gòu)之一[1,2]。根據(jù)其附著位置分為髓弓小骨(Epineuria bone)、脈弓小骨(Epipleural bone)和椎體小骨(Epicentralia bone)三類。肌間骨可以作為硬骨魚類分類的形態(tài)特征之一, 不同魚類具有的肌間骨的類型、數(shù)量、形狀以及分布存在差異[1—8], 而且具有不同游泳方式的魚類如日本鰻鱺(Anguilla japonica)和斑馬魚(Danio rerio)的骨化模式也不同[9]。從低等到高等真骨魚類, 肌間骨經(jīng)歷了“簡單-復(fù)雜-退化”的演化[1—2,4]。鮭形目魚類殘留少量簡單肌間骨, 而很多鱸形目魚類沒有肌間骨[1—2,4]。我國重要的大宗淡水養(yǎng)殖對象鯉科魚類普遍具有肌間骨, 對鮮魚的食用和深加工帶來很大不便。近年來, 研究人員除了進行不同魚類肌間骨解剖和形態(tài)學分析外, 也開始試圖鑒定調(diào)控肌間骨形成的基因或microRNA[10,11]。有趣的是, 改良的三倍體鯽鯉 “湘云鯽 2 號”的肌間骨數(shù)目比野生二倍體鯽(Carassius auratus)和彭澤鯽(Carassius auratus variety pengze)少[12], 翹嘴鲌(Culter alburnus Basilewsky)和團頭魴(Megaloabrama Amblycephala Yin)雜交后代F1和F2在肌間骨總數(shù)、復(fù)雜型肌間骨數(shù)目以及軀體軸下肌肌間骨數(shù)目均比母本翹嘴鲌少[13]。

異育銀鯽(Carassius gibelio Bloch)是我國重要的大宗淡水養(yǎng)殖種類之一。隨著異育銀鯽[14]、高體型異育銀鯽(D)系[15]和異育銀鯽“中科3號”(A+系)[16,17]等優(yōu)良品種的培育成功及大規(guī)模推廣養(yǎng)殖, 全國鯽魚產(chǎn)量已從1983年的4.8×103kg增至2015年的291.2×107kg[18]。異育銀鯽F系是由銀鯽E系的卵子與團頭魴的精子受精后經(jīng)過冷休克處理, 獲得的一批具有類似團頭魴隆背性狀的個體,并經(jīng)多代雌核生殖擴群而來[19]。F系除了含有母本E系的156條染色體之外, 還含有來自團頭魴的微小染色體片段[20], 是一個具有養(yǎng)殖潛力的新品系。雖然銀鯽以其肉質(zhì)細嫩鮮美深受消費者青睞, 但眾多細小的肌間骨給食用帶來了不便。因此, 肌間骨的數(shù)量和分布是異育銀鯽食用品質(zhì)的一個重要性狀,并且分析異育銀鯽不同品系, 尤其是候選新品系F系與主養(yǎng)品種A+系相比, 其肌間骨的數(shù)量、形態(tài)和分布是否存在顯著差異是新品種鑒定不可忽略的評價指標之一。同時, 盡管已對洞庭水系二倍體鯽[12]、異育銀鯽[3]、淇河鯽(Carassius auratus variety qihe)[21]、彭澤鯽以及其他改良鯽鯉雜交品種(或品系)[12]的肌間骨的數(shù)量、形狀和分布進行了比較研究, 但尚未有不同年齡、不同品系間異育銀鯽肌間骨的比較分析報道。因此, 本研究對異育銀鯽A+系和F系6月齡冬片魚種和18月齡商品魚的數(shù)目、形態(tài)和分布進行了詳細的觀察和統(tǒng)計。結(jié)果表明, 候選新品系F系的總肌間骨數(shù)目、每一肌節(jié)的平均肌間骨數(shù)目以及軀軸上肌節(jié)間的復(fù)雜“Y”形髓弓小骨數(shù)目均比A+系少, 而簡單的“I”形髓弓小骨數(shù)目比A+系多, 表現(xiàn)出一種有利于食用的優(yōu)勢。同時, 研究結(jié)果也為后續(xù)進行異育銀鯽肌間骨遺傳改良提供了形態(tài)學基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

異育銀鯽A+系和F系均來自中國科學院水生生物研究所官橋養(yǎng)殖基地, 采用興國紅鯉(Cyprinus carpio var.Xingguonensis)精子刺激雌核生殖的方式繁育苗種, 并同池飼養(yǎng)。為排除不同大小個體導(dǎo)致的肌間骨數(shù)量差異的影響, 同一年齡每個品系均選取體重相當?shù)膫€體進行分析。采用傳統(tǒng)的方法測量實驗魚的體重和體長, 2個品系的樣品數(shù)和規(guī)格見表 1。

1.2 肌間骨的解剖和形態(tài)觀察

表 1 異育銀鯽A+系和F系的體重與體長Tab.1 Weight and body length of clone A+strain and clone F strain of allogynogenetic gibel carp

在解剖肌間骨之前, 先將6月齡魚在中科院水生生物研究所分析測試中心進行X光成像, 18月齡魚在武漢大學中南醫(yī)院放射科進行CT透視成像,獲得整體骨骼及肌間骨的透視圖像。肌間骨的解剖、形態(tài)觀察以及分布按照呂耀平等[3]和黎玲等[12]描述的方法進行。用紗布將魚包裹煮至九成熟, 小心剝?nèi)ヴ~皮。以脊椎骨和腹腔后緣為界, 將魚體左右軀軸分別分為軀干軸上、軀干軸下、尾部軸上和尾部軸下4部分, 依肌節(jié)從頭到尾的方向剔除肌肉, 取出肌間骨后并按在魚體中的順序和方向進行排列。用650D佳能數(shù)碼相機對排列有序的肌間骨進行拍照記錄。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

每一肌節(jié)的平均肌間骨數(shù)值=每側(cè)的肌間骨數(shù)/對應(yīng)一側(cè)的肌節(jié)數(shù)。實驗數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進行單因素方差分析, 數(shù)據(jù)間比較用Duncan法進行。柱狀圖由GraphPad Prism 6軟件繪制, 取P<0.05為差異顯著, P<0.01為極顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 異育銀鯽F系總肌間骨數(shù)目和每一肌節(jié)的平均肌間骨數(shù)目均少于A+系

由表 2可知, 6月齡異育銀鯽A+系總肌間骨數(shù)目為74—85, 平均值為78.6±3.9; 18月齡A+系總肌間骨數(shù)目比6月齡A+系略多, 為86—90, 平均值為87.0±1.5。6月齡和18月齡異育銀鯽F系平均總肌間骨數(shù)分別為71.8±2.9和83.3±1.4, 均顯著少于異育銀鯽A+系總肌間骨數(shù)目(P<0.01)。接著進一步統(tǒng)計了2個品系每一肌節(jié)的平均肌間骨數(shù)目, 無論是6月齡還是18月齡, 異育銀鯽F系每一肌節(jié)具有的平均肌間骨數(shù)目均顯著少于相應(yīng)月齡異育銀鯽A+系。每條魚左右兩側(cè)的肌間骨數(shù)目不完全相等, 但個體之間肌間骨總數(shù)目接近, 不存在顯著差異。

2.2 異育銀鯽F系髓弓小骨的數(shù)目少于異育銀鯽A+系

表 2 異育銀鯽A+系和F系的肌間骨數(shù)目Tab.2 Intermuscular bone (IB) numbers of clone A+strain and clone F strain of allogynogenetic gibel carp

為了揭示異育銀鯽A+系和F系肌間骨分布位置的差異, 我們首先拍攝了2個品系的整體骨骼圖(圖 1和圖 2)。異育銀鯽A+系上枕骨和頂骨之間的夾角為168°±2°(圖 1B), 而異育銀鯽F系上枕骨和頂骨之間的夾角為143°±4°(圖 1F)。異育銀鯽F系上枕骨和頂骨之間夾角的改變可能是導(dǎo)致異育銀鯽F系產(chǎn)生隆背性狀的原因。異育銀鯽A+系和F系均含有存在于軀軸上和尾軸上肌節(jié)之間的髓弓小骨, 以及存在于軀軸下和尾軸下肌節(jié)之間的脈弓小骨, 沒有存在于水平隔膜里的椎體小骨。將其軀體分為軀干軸上、軀干軸下、尾部軸上和尾部軸下4部分分別統(tǒng)計髓弓小骨和脈弓小骨的數(shù)目(表 3), 6月齡和18月齡異育銀鯽F系髓弓小骨的平均數(shù)目為48.2± 1.1和55.8±0.5, 顯著少于相應(yīng)月齡異育銀鯽A+系的髓弓小骨(53.7±1.6和58.7±0.5)(P<0.01)。異育銀鯽兩個品系的脈弓小骨數(shù)目差異不顯著。

2.3 異育銀鯽F系軀軸上肌節(jié)間的“Y”形髓弓小骨數(shù)目比異育銀鯽A+系少

圖 2 18月齡異育銀鯽A+系和F系形態(tài)比較Fig.2 Comparisons of bone morphology between 18-month old clone A+and clone F of allogynogenetic gibel carp

表 3 異育銀鯽A+系和F系各部位髓弓小骨和脈弓小骨的數(shù)目Tab.3 The numbers of epineural bone (ENB) and epipleural bone (EPB) in different parts between clone A+strain and clone F strain of allogynogenetic gibel carp

與已報道的其他鯉科魚類相似[3,12], 異育銀鯽A+系和F系的肌間骨也分為“I”形、“卜”形、“Y”形、一端多叉形、兩端兩分叉形、兩端多叉形和樹枝形7種類型(圖 3)。2個品系身體兩側(cè)各種形態(tài)肌間骨分布情況如圖 1—2所示, 髓弓小骨和脈弓小骨依次從前向后在魚體內(nèi)著生, 形狀從尾部向前端逐漸復(fù)雜化。我們比較分析了異育銀鯽A+系和F系7種不同形態(tài)類型的肌間骨數(shù)目的差異(圖 4)以及軀體不同部位不同形態(tài)類型肌間骨數(shù)目的差異(表 4,以軀體左側(cè)為例), 2個品系18月齡的成魚具有的復(fù)雜形狀肌間骨的數(shù)目多于6月齡魚相應(yīng)形狀的肌間骨數(shù)目。2個品系脈弓小骨數(shù)量均比髓弓小骨少(表 3和表 4), 且形態(tài)均較髓弓小骨簡單(圖 1D、H和圖 2B、D)。異育銀鯽A+系和F系均沒有觀察到一端多叉形、兩端兩分叉形和兩端多叉形的脈弓小骨。

圖 3 6月齡和18月齡異育銀鯽A+系和F系7類肌間骨的比較Fig.3 Comparison of 7 various types of intermuscular bones between clone A+and clone F of allogynogenetic gibel carp at 6-month and 18-month

圖 4 6月齡和18月齡異育銀鯽A+系和F系7類不同肌間骨的平均數(shù)目Fig.4 Average numbers of 7 different types of intermuscular bones between clone A+and clone F of allogynogenetic gibel carp at 6-month and 18-month

6月齡和18月齡異育銀鯽A+系和F系“I”形和“Y”形肌間骨數(shù)目都存在明顯差異(圖 4), 差異的肌間骨主要分布在軀軸上肌節(jié)處。如表 4所示, 在軀軸上部分, 異育銀鯽F系一般含有3個“I”形髓弓小骨; 6—7個“Y”形髓弓小骨, 而異育銀鯽A+系一般含有1個“I”形髓弓小骨和11個“Y”形髓弓小骨。如圖 1C和圖 1G所示, 在第18個椎骨之后6月齡異育銀鯽F系含有11個“I”形髓弓小骨, 沒有“Y”形髓弓小骨;而異育銀鯽A+系含有11個“I”形和4個“Y”形髓弓小骨。當異育銀鯽F系生長到18月齡, 第18個椎骨之后的“I”形髓弓小骨增加到15個, 仍然沒有“Y”形髓弓小骨; 而18月齡的異育銀鯽A+系含有15個“I”形和4個“Y”形髓弓小骨(圖 2B、D)。上述結(jié)果表明,無論是6月齡還是18月齡的異育銀鯽F系軀軸上肌節(jié)間的復(fù)雜“Y”形髓弓小骨數(shù)目均比異育銀鯽A+系少, 而簡單的“I”形肌間骨數(shù)目比A+系多, 表現(xiàn)出1種有利于食用的優(yōu)勢。

表 4 異育銀鯽A+系和F系魚體左側(cè)不同形態(tài)肌間骨數(shù)目Tab.4 The numbers of various types of intermuscular bone (IB) in left side between allogynogenetic clone A+strain and allogynogenetic clone F strain of gibel carp

3 討論

魚類生物學和生物技術(shù)的進步, 尤其是遺傳育種技術(shù)的發(fā)展, 是水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的源泉[22,23],對其產(chǎn)量的增長做出了重要貢獻[24—26]。近年來, 快速生長異育銀鯽品種的應(yīng)用以及養(yǎng)殖技術(shù)的提高,市場上普遍出售的500 g左右的異育銀鯽商品魚已減弱了由眾多細小肌間骨帶來的食用不便[26]。本研究的結(jié)果表明, 異育銀鯽候選新品系F系的食用品質(zhì)優(yōu)于主養(yǎng)品種異育銀鯽“中科3號”, 其總肌間骨數(shù)目、每一肌節(jié)的平均肌間骨數(shù)目以及軀軸上肌節(jié)間的復(fù)雜“Y”形髓弓小骨數(shù)目均比異育銀鯽A+系少, 而簡單的“I”形髓弓小骨數(shù)目比A+系多。

對魚類肌間骨的研究始于20世紀50年代, 研究工作主要集中在鯉科、鮭科、狗魚科、胡瓜魚科等魚類肌間骨形態(tài)學描述和骨化模式的比較分析[1—9]。本研究觀察到的異育銀鯽A+系和F系的肌間骨的形狀和分布規(guī)律與其他已報道的鯉科魚類類似[3,4,12,27], 未發(fā)現(xiàn)椎體小骨; 同種魚不同個體的肌間骨數(shù)目略有差別; 每條魚左右兩側(cè)的肌間骨數(shù)目不完全相等; 軀干部軸上肌中的肌間骨數(shù)目最多;髓弓小骨比脈弓小骨數(shù)量多且形狀復(fù)雜(表 2—4、圖 1和圖 2)。對鯉、鰱和斑馬魚肌間骨骨化時間和發(fā)育過程的觀察表明, 肌間骨開始骨化的時間晚于主軸骨骼和附肢骨骼[6,28,29], 這表明魚類肌間骨具有不同于脊椎骨和附肢骨的發(fā)育調(diào)控機制。與日本鰻鱺不同, 絕大多數(shù)鯉科魚類的肌間骨從尾部向頭部依次骨化, 而且具有產(chǎn)生后持續(xù)生長的能力。異育銀鯽A+系和F系的髓弓小骨和脈弓小骨的形態(tài)都是從尾部向前端逐漸復(fù)雜化, 而且肌間骨的數(shù)量隨年齡增加明顯增多, 形狀也隨生長發(fā)育越來越復(fù)雜(表 2—4、圖 1、圖 2、圖 4)。18月齡異育銀鯽A+系和F系的“卜”型、“Y”型、一端多叉形、兩端兩分叉形、兩端多叉形和樹枝形髓弓小骨的數(shù)目明顯多于6月齡魚相應(yīng)的肌間骨數(shù)目(圖 4), 這暗示異育銀鯽A+系和F系髓弓小骨的形態(tài)發(fā)生過程與鰱、甌江彩鯉、唇逕和團頭魴等肌間骨的形態(tài)發(fā)生過程基本相同[5,6,8,9,30], 都是由簡單的“I”形開始, 隨著年齡和體長的增加, 逐漸向復(fù)雜形態(tài)發(fā)育。

近兩年來研究人員開始嘗試將肌節(jié)同源框C基因(Muscle segment homeobox C, msxC)和硬化蛋白基因(Sclerostin, SOST)等基因的表達與唇逕(Hemibarbus labeo)或淇河鯽肌間骨的發(fā)育聯(lián)系起來[10,21,31], 以及試圖鑒定調(diào)控肌間骨發(fā)育的microRNA[11], 但解析其形成的分子調(diào)控機制還有很長的路要走。盡管目前并不清楚肌間骨形成的分子機制, 研究人員已開始另辟蹊徑, 通過生物技術(shù)操作來獲得無肌間骨的突變體魚以及肌間骨數(shù)目減少的新品種(系)。譬如, 通過人工誘導(dǎo)雌核生殖獲得的一尾無肌間刺的草魚突變體, 其脊椎骨和附肢骨發(fā)育正常, 除外觀上表現(xiàn)散鱗外, 其體型和生長也都正常[32]。通過遠緣雜交并結(jié)合人工雌核生殖, 并經(jīng)多代選育獲得的改良二倍體紅鯽, 以及改良四倍體鯽鯉與改良二倍體紅鯽倍間交配獲得的改良三倍體鯽鯉“湘云鯽2號”的總肌間骨數(shù)目均少于野生二倍體鯽和彭澤鯽[12]。通過遠緣雜交獲得的鲌魴F1和F2肌間骨數(shù)目減少, 均表現(xiàn)出比母本翹嘴鲌有利于食用和精深加工的優(yōu)勢。鲌魴F2的總肌間骨數(shù)目略低于鲌魴F1, 但每一肌節(jié)平均肌間骨數(shù)目顯著低于鲌魴F1[13]。這些結(jié)果表明, 通過遠緣雜交可以獲得肌間刺少的優(yōu)良品種。

廣泛分布于亞歐大陸的多倍體銀鯽[33,34], 在其進化歷程中經(jīng)歷了兩輪連續(xù)的多倍化歷程[35], 具有雌核生殖、兩性生殖和類雜種生殖等多重生殖方式[36,37], 其性別由額外的微小染色體決定[38]。早在19世紀80年代初期, 蔣一珪等[14]發(fā)現(xiàn)異源精子不僅能刺激銀鯽卵子行雌核生殖, 而且還具有促進生長等異精效應(yīng), 并由此提出了異精雌核發(fā)育(allogynogenesis)的觀點。類似的異精效應(yīng)還在其他一些行雌核生殖或雜種生殖的單性動物, 如亞馬遜莫莉(Poecilia formosa)[39]、蜥蜴Ambystoma laterale-2 jeffersonianum和A.2 laterale-jeffersonianum[40,41]以及蛙Rana ridibunda和Rana esculenta[42]中被發(fā)現(xiàn),并定義為盜竊生殖(Kleptogenesis), 意為一些單性動物能“偷竊”異種精子來源的DNA以增加后代的遺傳多樣性[41,43]。染色體熒光原位雜交結(jié)果表明,異育銀鯽F系除了含有母本E系的156條染色體之外, 還含有5—15條來自其異精父本團頭魴的微小染色體片段[20]。與主養(yǎng)品種異育銀鯽A+系相比, 異育銀鯽F系頭部正后方背有一隆起, 整體骨骼X光圖可以清晰看到, F系上枕骨和頂骨之間的夾角變小, 導(dǎo)致頭后體高增大, 呈隆背性狀體型(圖 1)。來自父本團頭魴精子的遺傳物質(zhì)除了改變體型外, 異育銀鯽F系肌間骨的數(shù)目似乎也表現(xiàn)出類似鯽鯉[12]和鲌魴[13]遠緣雜交導(dǎo)致的有利于食用的優(yōu)勢, 其總肌間骨數(shù)目、每一肌節(jié)的平均肌間骨數(shù)目以及復(fù)雜“Y”形髓弓小骨數(shù)目均比A+系少, 而簡單的“I”形髓弓小骨數(shù)目比A+系多。

魚類肌間骨的主要功能是肌節(jié)間力量的傳導(dǎo)[44—46], 如肉質(zhì)較為疏松的鯉科魚類的肌間骨形態(tài)十分復(fù)雜, 在肌肉收縮時限制肌節(jié)的變形[47,48]。鼬鳚(Lepophidium profundorum)的肌間骨在其發(fā)聲的時候起到儲存和釋放能量的作用[49]。目前并不清楚異育銀鯽A+系和F系兩個品系間肌間骨差異的原因。Danos和Staab[45]認為機械力推動了真骨魚類骨骼的變異和進化。魚類肌肉中蛋白質(zhì)含量的高低似乎與肌間骨的數(shù)量相關(guān)。肌肉中蛋白質(zhì)含量較高的魚類, 主要是肌纖維來傳導(dǎo)肌肉力量, 不需或較少借助肌間骨來進行力量傳遞[1]。但目前缺乏直接的實驗證據(jù)來證明這些猜測。對異育銀鯽不同品系軀軸上肌肉蛋白質(zhì)含量的比較分析, 以及異育銀鯽F系基因組的解析, 有望闡明異育銀鯽不同品系肌間骨差異的原因和肌間骨形成的分子調(diào)控機制, 為培育肌間骨少或無肌間骨的異育銀鯽新品種奠定基礎(chǔ)。

[1]Patterson C, Johnson G D.The intermuscular bones and ligaments of teleosteanfishes [J].Smithsonian Contribution to Zoology, 1995, 559: 1—85

[2]Danos N, Ward A B.The homology and origins of intermuscular bones in fishes: phylogenetic or biomechanical determinants [J].Biological Journal of the Linnean Society, 2012, 106(3): 607—602

[3]Dong Z J, Hang D Z, Li L J, et al.Preliminary study on intermuscular bones of several cultured cyprinids [J].Journal of Shanghai Fisheries University, 2006, 16(4): 425—429 [董在杰, 黃代中, 李麗娟, 等.幾種常見鯉科養(yǎng)殖魚類肌間刺的初步研究.上海海洋大學學報, 2006, 16(4): 425—429]

[4]Lü Y P, Bao B L, Jiang Y, et al.Comparative analysis of intermuscular bones in lower teleosts [J].Journal of Fisheries of China, 2007, 31(5): 661—668 [呂耀平, 鮑寶龍,蔣燕, 等.低等真骨魚類肌間骨的比較分析.水產(chǎn)學報, 2007, 31(5): 661—668]

[5]Lü Y P, Zhou C C, Yang L M, et al.Ossification pattern of the intermuscular bone in Cyprinus carpio var.color [J].Journal of Shanghai Ocean University, 2014, 23(1):58—63 [呂耀平, 周晨晨, 楊麗美, 等.甌江彩鯉肌間小骨的骨化模式.上海海洋大學學報, 2014, 23(1): 58—63]

[6]Ke Z H, Zhang W, Jiang Y, et al.Developmental morphology of the intermuscular bone in Hypophthalmichthys molitrix [J].Chinese Journal of Zoology, 2008, 43(6): 88—96 [柯中和, 張煒, 蔣燕, 等.鰱肌間小骨發(fā)育的形態(tài)學觀察.動物學雜志, 2008, 43(6): 88—96]

[7]Fang L C, Li X J.A review of research on intermuscular bone formation in lower teleosts [J].Fisheries Science, 2013, 32(12): 749—752 [房連聰, 李學軍.低等真骨魚類肌間骨發(fā)生的研究.水產(chǎn)科學, 2013, 32(12): 749—752]

[8]Wan S M, Yi S K, Zhong J, et al.Developmental and morphological observation of intermuscular bones in Megalobrama amblycephala [J].Acta Hyrobiologica Sinica, 2014, 38(6): 1143—1151 [萬世明, 易少奎, 仲嘉, 等.團頭魴肌間骨發(fā)育的形態(tài)學觀察.水生生物學報, 2014, 38(6): 1143—1151]

[9]Yao W J, Lü Y P, Gong X L, et al.Different ossification patterns of intermuscular bones in fish with different swimming modes [J].Biology Open, 2015, 4(12): 1727—1732

[10]Lü Y P, Yao W J, Chen J, et al.Newly identified gene muscle segment homeobox C may play a role in intermuscular bone development of Hemibarbus labeo [J].Genetics and Molecular Research, 2015, 14(3): 11324—11334

[11]Wan S M, Yi S K, Zhong J, et al.Identification of microRNA for intermuscular bone development in blunt snout bream (Megalobrama amblycephala) [J].International Journal of Molecular Sciences, 2015, 16(5): 10686—10703

[12]Li L, Zhong Z Z, Liu S J, et al.Comparative analysis of intermuscular bone in fish of different ploidies [J].Science China Life Sciences, 2013, 43(3): 189—200 [黎玲,鐘澤州, 劉少軍, 等.不同倍性魚肌間骨的比較分析.中國科學: 生命科學, 2013, 43(3): 189—200]

[13]Jang W P, Jia Y Y, Liu S L, et al.Comparative analysis of intermuscular bones in hybrid F1, F2 of (C.alburnus)(♀)×(M.amblycephala) (♂) [J].Acta Hyrobiologica Sinica, 2016, 40(2): 277—286 [蔣文枰, 賈永義,劉士力, 等.鲌魴F1、F2及其親本肌間骨的比較分析.水生生物學報, 2016, 40(2): 277—286]

[14]Jiang Y G, Liang S C, Chen B D, et al.Biological effect of heterologous sperm on gynogenetic offspring in Carassius auratus gibelio [J].Acta Hyrobiologica Sinica, 1983, 8(1): 1—13 [蔣一珪, 梁紹昌, 陳本德, 等.異源精子在銀鯽雌核發(fā)育子代中的生物學效應(yīng).水生生物學報, 1983, 8(1): 1—13]

[15]Zhu L F, Jiang Y G.A comparative study of the biological characters of gynogenetic clones of silver crucian carp (Carassius auratus gibelio) [J].Acta Hyrobiologica Sinica, 1993, 17(2): 112—120 [朱藍菲, 蔣一珪.銀鯽不同雌核發(fā)育系的生物學特性比較研究.水生生物學報, 1993, 17(2): 112—120]

[16]Wang Z W, Zhu H P, Wang D, et al.A novel nucleocytoplasmic hybrid clone formed via androgenesis in polyploid gibel carp [J].BMC Research Notes, 2011, 4(1): 82

[17]Gui J F, Zhou L.Genetic basis and breeding application of clonal diversity and dual reproduction modes in polyploidy Carassius auratus gibelio [J].Science China Life Science, 2010, 40(2): 97—103 [桂建芳, 周莉.多倍體銀鯽克隆多樣性和雙重生殖方式的遺傳基礎(chǔ)和育種應(yīng)用.中國科學生命科學, 2010, 40(2): 97—103]

[18]The Ministry of Agriculture Fishery and Fishery Administration.China Fishery Statistical Yearbook [M].Beijing: China Agriculture Press.2016, 37 [農(nóng)業(yè)部漁業(yè)漁政管理局編制.中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒.北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社.2016, 37]

[19]Zhou L, Wang Z W, Wang Y, et al.Crucian carp and gibel carp culture [A].In: Gui J F, Tang Q S, Li Z J, et al (Eds.), Success stories in Chinese aquaculture [C].Wiley-Blackwells, Oxford, UK.2017 (In press)

[20]Yi M S, Li Y Q, Liu J D, et al.Molecular cytogenetic detection of paternal chromosome fragments in allogynogenetic gibel carp, Carassius auratus gibelio Bloch [J].Chromosome Research, 2003, 11: 665—671

[21]Wang L Y, Tian X, Pang X L, et al.Differentially expression of SOST gene in the muscle tissues located between different intermuscular bones in Qihe crucian carp Carassius auratus [J].Chinese Journal of Biochemistry and Molecular Biology, 2016, 32(12): 1354—1359 [王良炎, 田雪, 龐小磊, 等.硬化蛋白基因在淇河鯽成魚不同肌間骨相鄰肌組織的表達差異分析.中國生物化學與分子生物學報, 2016, 32(12): 1354—1359]

[22]Gui J F.Fish biology and biotechnology is the source for sustainable aquaculture [J].Science China Life Science, 2014, 44(12): 1195—1197 [桂建芳.魚類生物學和生物技術(shù)是水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的源泉.中國科學生命科學, 2014, 44(12): 1195—1197]

[23]Gui J F.Scientific frontiers and hot issues in hydrobiology [J].Chinese Science Bulletin, 2015, 60(22): 2051—2057 [桂建芳.水生生物學科學前沿及熱點問題.科學通報, 2015, 60(22): 2051—2057]

[24]Gjedrem T, Rosseland B O.Genetic variation for tolerance to acidic water in salmonids [J].Journal of Fish Biology, 2012, 80(1): 1—14

[25]Gui J F, Zhu Z Y.Molecular basis and genetic improvement of economically important traits in aquaculture animals (review) [J].Chinese Science Bulletin, 2012, 57(15): 1751—1760

[26]Zhou L, Gui J F.Applications of genetic breeding biotechnologies in Chinese aquaculture [A].In: Gui J F, Tang Q S, Li Z J, et al (Eds.), Success stories in Chinese aquaculture [C].Wiley-Blackwells, Oxford, UK, 2017 (In press)

[27]Ma L X, Dong Z J, Su S Y, et al.Advance on intermuscular bone of fish [J].Agriculture Science of Jiangsu, 2012, 40(4): 234—235 [馬良驍, 董在杰, 蘇勝彥.魚類肌間刺的研究進展.江蘇農(nóng)業(yè)科學, 2012, 40(4): 234—235]

[28]Ping Z.On the myoseptal spines of the carp (Cyprinus carpio L.) [J].Acta Zoologica Sinica, 1962, 14(2): 175—178 [秉志.幼鯉大側(cè)肌肌隔骨針的觀察.動物學報, 1962, 14(2): 175—178]

[29]Bird N C, Mabee P M.Developmental morphology of the axial skeleton of the Zebrafish, Danio rerio (Ostariophysi: Cyprinidae) [J].Developmental Dynamics, 2003, 228(3): 337—350

[30]Lü Y P, Chen J, Bao B L, et al.The ossificational process of the intermuscular bones in Hemibarbus labeo [J].Journal of Shanghai Fisheries University, 2012, 21(4): 549—553 [呂耀平, 陳潔, 鮑寶龍, 等.唇逕肌間小骨的骨化過程.上海海洋大學學報, 2012, 21(4): 549—553]

[31]Tian X, Wang L Y, Chen L, et al.The mRNA and protein expression of gene SOST during ossification process of intermuscular bone in crucian carp (Carassius auratus) in Qihe River [J].Journal of Fisheries of China, 2016, 40(5): 673—680 [田雪, 王良炎, 陳琳, 等.SOST基因在淇河鯽肌間骨骨化過程中的表達研究.水產(chǎn)學報, 2016, 40(5): 673—680]

[32]Xu X F, Zheng J B, Qian Y Q, et al.Normally grown and developed intermuscular bone-deficient mutant in grass carp, Ctenopharyngodon idellus [J].Chinese Science Bulletin, 2015, 60(1): 52—57 [徐曉鋒, 鄭建波, 錢葉青, 等.生長發(fā)育正常的無肌間刺草魚突變體.科學通報, 2015, 60(1): 52—57]

[33]Jiang F F, Wang Z W, Zhou L, et al.High male incidence and evolutionary implications of triploid form in northeast Asia Carassius auratus complex [J].Molecular Phylogenetics and Evolution, 2013, 66(1): 350—359

[34]Ivan J, Gui J F.Recent invasion and low level of divergence between diploid and triploid forms of Carassius auratus complex in Croatia [J].Genetica, 2011, 139(6): 789—804

[35]Li X Y, Zhang X J, Li Z, et al.Evolutionary history of two divergent Dmrt1 genes reveals two rounds of polyploidy origins in gibel carp [J].Molecular Phylogenetics and Evolution, 2014, 78(1): 96—104

[36]Gui J F, Zhou L.Genetic basis and breeding application of clonal diversity and dual reproduction modes in polyploid Carassius auratus gibelio [J].Science China Life Science, 2010, 53(4): 409—415

[37]Zhang J, Sun M, Zhou L, et al.Meiosis completion and various sperm responses lead to unisexual and sexual reproduction modes in one clone of ployploid Carassius gibelio [J].Scientific Reports, 2015, 5(10): 10898

[38]Li X Y, Zhang Q Y, Zhang J, et al.Extra microchromosomes play male determination role in polyploid gibel carp [J].Genetics, 2016, 203(3): 1415—1424

[39]Schartl M, Nanda I, Schlupp I, et al.Incorporation of subgenomic amounts of host species DNA in the gynogenetic Amazon Molly [J].Nature, 1995, 373(6509): 68—71

[40]Bi K, Bogart J P.Identification of intergenomic recombinations in unisexual salamanders of the genus Ambystoma by genomic in situ hybridization (GISH) [J].Cytogenetic and Genome Research, 2006, 112(3—4): 307—312

[41]Bogart J P, Bi K, Fu J Z, et al.Unisexual salamanders (genus Ambystoma) present a new reproductive mode for eukaryotes [J].Genome, 2007, 50(2): 119—136

[42]Uzzell T, Gunther R, Berger L.Rana-ridibunda and ranaesculenta-leaky hybridogenetic system (Amphibia-Salientia) [J].Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia, 1976, 128(1): 147—171

[43]Avise J C.Evolutionary perspectives on clonal reproduction in vertebrate animals [J].Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015, 112(29): 8867—8873

[44]Long J, John H, Adcock B et al.Force transmission via axial tendons in undulating fish: a dynamic analysis [J].Comparative Biochemistry and Physiology-Part A: Molecular & Integrative Physiology, 2002, 133(4): 911—929

[45]Danos N, Staab K L.Can mechanical forces be responsible for novel bone development and evolution in fishes [J].Journal of Applied Ichthyology, 2010, 26(2): 156—161

[46]Jr JHL, Nipper K S.The importance of body stiffness in undulatory propulsion [J].American Zoologist, 1996, 36(6): 678—694

[47]Azizi E, Gillis G B, Brainerd E L.Morphology and mechanics of myosepta in a swimming salamander (Siren lacertina) [J].Comparative Biochemistry and Physiology AMolecular and Integrative Physiology, 2002, 133(4): 967—978

[48]Brainerd E L, Azizi E.Muscle fiber angle, segment bulging and architectural gear ratio in segmented musculature [J].Journal of Experimental Biology, 2005, 208(17): 3249—3261

[49]Fine M L, Lin H, Nguyen B B, et al.Functional morphology of the sonic apparatus in the fawn cusk-eel Lepophidium profundorum (Gill, 1863) [J].Journal of Morphology, 2007, 268(11): 953—966

COMPARATIVE ANALYSIS OF INTERMUSCULAR BONES BETWEEN CLONE A+AND CLONE F STRAINS OF ALLOGYNOGENETIC GIBEL CARP

LI Zhi, ZHOU Li, WANG Zhong-Wei, LI Xi-Yin, ZHANG Xiao-Juan, WANG Yang and GUI Jian-Fang
(State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China)

Allogynogenetic gibel carp is a joint name of a series of clone strains bred from the gibel carp (Carassius gibelio Bloch).The numbers and distribution of intermuscular bones (IBs) are valuable economic traits.In this study, we compared the differences in number, morphology and distribution of IBs in clone A+and clone F of an allogynogenetic gibel carp.The average numbers of clone F IBs at six months and 18 months are 71.8±2.9 and 83.3±1.4, respectively; both numbers are significantly less than those of clone A+(78.6±3.9 and 87.0±1.5) (P<0.01).Similarly, the average numbers of clone F IBs within each sarcomere at 6-month and 18-month are remarkably smaller than those of clone A+.Both clone A+and F have epineuralia bones (ENBs) and hypomeralia bones, and no epicentralia bones.The average numbers of clone F ENBs in the left body side at 6-month and 18-month are 48.2±1.1 and 55.8±0.5, respectively; both numbers are significantly less than those of clone A+(53.7±1.6 and 58.7±0.5) (P<0.01).There was no difference found in the epipleural bones (EPBs) of clone A+and clone F.The IBs of these two clone strains are divided into seven shape categories, including non-forked (I), one-end-unequal-bi-fork (卜), one-end-equal-bi-fork (Y), one-end-multi-fork, twoend-bi-fork, two-end-multi-fork, and tree-branch types.Generally, both numbers and morphological complexity of ENBs are higher than those of EPBs.The numbers of total IBs and IBs with complicated shapes are positively related with age.In the trunk on axis, clone F has fewer “Y” type ENBs and more “I” type ENBs than those of clone A+, indicating that clone F exhibits an improved economic trait.Therefore, our results provide an evaluative criterion for a novel strain (clone F) and basic data for genetic improvement of IBs in gibel carp.

Gibel carp; Allogynogenetic clone A+; Allogynogenetic clone F; Intermuscular bones; Genetic improvement

Q174

A

1000-3207(2017)04-0860-10

10.7541/2017.107

2017-03-14;

2017-04-06

中國科學院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(XDA08030201); 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(NYCYTX-49)資助 [The Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (XDA08030201);The earmarked fund for Modern Agro-industry Technology Research System (NYCYTX-49)]

李志(1980—), 女, 河南周口人; 實驗師; 主要從事魚類發(fā)育遺傳研究。E-mail: lizhi@ihb.ac.cn

桂建芳, E-mail: jfgui@ihb.ac.cn