驼背鲈(Cromileptes altivelis)，俗名老鼠斑，隶属NFDA1科、石斑鱼亚科、驼背鲈属^[1-2]。目前国际上已知的驼背鲈仅1种，我国见于南海。由于其资源量极少，一般不易见到。驼背鲈为高级海产经济鱼类，也是世界上最名贵的海水鱼之一。但其生物学资料极少，王以康^[3]简述了其属的特征；区又君等^{[2, 4-5]}研究了驼背鲈的形态和生物学性状、引种驯养及人工诱导性腺发育和繁殖、胚胎发育；陈福华等^[6]报道了驼背鲈寄生线虫的研究。但关于驼背鲈染色体核型分析的研究未见报道。染色体是遗传物质的主要载体，染色体的数目和结构决定了物种的特征。染色体核型研究能反映物种的分化与形成过程、亲缘关系、演化途径和进化历史，对于研究鱼类的遗传、变异、分类地位、系统演化、性别决定和杂交育种等都具有重要意义。

本研究利用体内注射植物血球凝集素(phytohemagglutinin, PHA)、肾细胞短期培养、空气干燥方法制备了驼背鲈染色体，并对驼背鲈染色体核型进行了分析，以探讨其细胞特性，丰富驼背鲈的遗传背景和分类学研究资料。

1.   材料与方法

1.1   前处理

实验用的驼背鲈购自水产市场，鱼体形态、体色正常，体表完好无损伤。鱼购回后，充气静养1 d，按林义浩^[7]的PHA体内注射法对实验鱼做前处理。用丁香酚将鱼麻醉后，在胸鳍基部注射PHA 5 μg · g^-1(鱼体重)；6 h后再次注射PHA，注射剂量与第1次相同；18 h后注射秋水仙素3 μg · g^-1(鱼体重)；4 h后，剪鳃和尾鳍放血，取头肾组织用0.75%的生理盐水冲洗后，在少量盐水中剪碎，制成细胞悬液。

1.2   低渗与固定

首先将细胞悬液转入离心管，同时弃去沉淀的组织碎块后，离心收集细胞。然后加入0.075 mol · L^-1的KCl溶液吸打均匀，低渗40 min。在低渗条件处理结束后，1 000 r · min^-1离心8 min，弃上清液，加入新配的Carnoy氏液(甲醇：冰醋酸＝3: 1)固定30 min后，离心8 min。重复固定并离心2次后，弃去大部分上清液，制成悬液。

1.3   滴片与染色

吸取细胞悬液，从一定高度将细胞悬液滴到预冷的载玻片上，然后将载玻片放入70℃的烘箱内烘干。待载玻片干燥后，用10%的Giemsa(pH=6.8)染色液进行扣染40 min，自来水冲洗，烘干。

1.4   镜检并分析

烘干后，在德国Leica显微镜油镜下观察。选取100个图像清晰、染色体分散较好的中期有丝分裂相，确定染色体数目；并从中挑选10个染色体分散好、没有重叠、长度适中的中期分裂相拍照，进行染色体组型分析。

计算染色体相对长度、臂比，并将所得结果用Excel表分析。染色体的命名和分类依据LEVAN等^[8]1964年的标准，按臂比将染色体分为4组：(1)中部着丝点染色体，臂比为1.0~1.7；(2)亚中部着丝点染色体，臂比为1.7~3.0；(3)亚端部着丝点染色体，臂比为3.0~7.0；(4)端部着丝点染色体，臂比为7.0~∞。将染色体进行配对、分类排列组型并分析其特征。

染色体臂数(NF)统计按GORMAN^[9]的方法，中部着丝粒染色体和亚中部着丝粒染色体的染色体臂数记为2，亚端部着丝粒染色体和端部着丝粒染色体臂数记为1。

2.   结果

2.1   染色体数目

对100个图像清晰、染色体分散较好的中期有丝分裂相细胞(图 1)的染色体进行了统计计数。其中染色体众数2n=48，占全部计数细胞的77%(表 1)，由此可以确定驼背鲈的二倍体染色体数目为48。

图  1  驼背鲈肾细胞的中期染色体

Figure  1.  Metaphase in kidney cell chromosomes of C.altivelis

下载: 全尺寸图片 幻灯片

表  1  驼背鲈肾细胞中染色体数目出现频率

Table  1.  Occurrence frequency of chromosome number in kidney cells of C.altivelis

染色体数 chromosome number	>48	48	47	46	45	≤44
细胞数 cell number	2	77	5	5	5	6
出现频率/% occurrence frequency	2	77	5	5	5	6

下载: 导出CSV 

| 显示表格

2.2   染色体组型

驼背鲈各染色体的相对长度、臂比及其类型见表 2。结果表明，驼背鲈具24对染色体，48条染色体全部为端部着丝粒染色体(t)(图 2)，其中最长的染色体的相对长度为5.58±0.26，最短者为2.54±0.40，其臂比均为∞。因此，驼背鲈核型公式为2n=48＝48t，臂数NF=48。

表  2  驼背鲈的染色体核型参数

Table  2.  Indices of karyotype analyses of C.altivelis

序号 no.	相对长度(平均值±标准差) relative length(Mean±SD)	臂比 arm ratio	类型 type
1	5.58±0.26	∞	t
2	5.30±0.25	∞	t
3	5.06±0.23	∞	t
4	4.96±0.21	∞	t
5	4.84±0.18	∞	t
6	4.75±0.16	∞	t
7	4.66±0.14	∞	t
8	4.57±0.09	∞	t
9	4.50±0.08	∞	t
10	4.41±0.08	∞	t
11	4.33±0.09	∞	t
12	4.27±0.10	∞	t
13	4.20±0.11	∞	t
14	4.11±0.11	∞	t
15	4.00±0.10	∞	t
16	3.86±0.12	∞	t
17	3.79±0.15	∞	t
18	3.70±0.16	∞	t
19	3.56±0.16	∞	t
20	3.47±0.16	∞	t
21	3.35±0.19	∞	t
22	3.22±0.21	∞	t
23	3.00±0.26	∞	t
24	2.54±0.40	∞	t

下载: 导出CSV 

| 显示表格

图  2  驼背鲈染色体核型

Figure  2.  The karyotype of C.altiveli

下载: 全尺寸图片 幻灯片

驼背鲈的1 ~24对染色体的相对长度依次减小。经统计分析，24对染色体中，除1~3和22~24相邻染色体的相对长度差异明显外，其它相邻染色体之间相对长度差异均不明显。

2.3   驼背鲈与石斑鱼亚科鱼类的核型比较

如表 3所示，驼背鲈属与同为石斑鱼亚科的石斑鱼属、长体鳜属和鳜属鱼类的染色体核型2n数不变，均为48，只是核型公式和染色体臂数NF略有差异，NF数的差异可能是该亚科鱼类在进化过程中染色体重排造成的，因为只有通过染色体重排这种方式，才不会导致染色体数目的变化，而只引起其臂数的变化。

表  3  石斑鱼亚科鱼类染色体核型比较

Table  3.  Comparison of the chromosome karyotype among Epinephelinae

属名 genus name	种名 specific name	染色体数(2n) chromosome number	核型公式 karyotype formula	臂数(NF) arm number
驼背鲈属 Cromileptes	驼背鲈 C.altivelis	48	48t	48
石斑鱼属 Epinephelus	蜂巢石斑鱼 E.merra	48	4m+6sm+4st+34t[10]	58
	鲑点石斑鱼 E.fario	48	4m+6sm+4st+34t[10] 3m+11sm+34st[11]	62
	点带石斑鱼 E.malabaricus	48	48t[10, 12]	48
	黑边石斑鱼 E.fasciatus	48	48t[13, 10]	48
	斑带石斑鱼 E.fasciatomaculatus	48	48t[13]	48
	六带石斑鱼 E.sexfascitus	48	2sm+46t[14]	50
	青石斑鱼 E.awoara	48	48t[15]	48
	斜带石斑鱼 E.coioides	48	2sm+46t[16, 17]	50
	云纹石斑鱼 E.moara	48	48t[16] 2st+46t[18]	48
	鞍带石斑鱼 E.lanceolatus	48	4st+44t[19]	48
	褐点石斑鱼 E.fuscoguttatus	48	2sm+46t[20]	50
	赤点石斑鱼 E.akaara	48	5st+43t[17]	48
长体鳜属 Coreosiniperca	长体鳜 C.roulei	48	2sm+10st+36t[21]	50
鳜属 Siniperca	鳜 S.chuatsi	48	6sm+16st+26t[21]	54
	大眼鳜 S.kneri	48	6sm+14st+28t[21]	54
	斑鳜 S.scherzeri	48	6sm+14st+28t[21]	54
	暗鳜 S.obscura	48	4sm+14st+30t[21]	52
	波纹鳜 S.undulatr	48	2sm+16st+30t[21]	50

下载: 导出CSV 

| 显示表格

3.   讨论

3.1   驼背鲈在鱼类进化中的地位

一般认为鱼类的演化程度与鱼体细胞的染色体类型是一致的。越来越多的研究证明，物种在进化过程中所发生的遗传物质的变化，常表现为染色体数目和结构的变化^[13]。

小岛吉雄^[22]研究鱼类的进化与染色体的关系时，通过对大量资料的分析指出，进化上越是处于上位，染色体越收敛，端部着丝点染色体多，臂数少。

GOLINE把真骨鱼类划分为低等类群、中等类群和高等类群3大类群。其中鲉形目和鲈形目则被包括在鱼类演化上的高等类群之中，这一类群的多数鱼类的染色体数目集中在48~56，2n＝48的种类占56%。海水鱼类染色体数目相对稳定，许多种类的组型特征完全相似，如核型为2n=48t的类型在鲱形目、鲻形目、鲈形目和鲽形目中存在的总数达17种，占35%，一般认为2n=48t的鱼类在进化上处于高位^[23]。

周敦^[24]认为高等类群鱼类染色体数目的分布呈收敛状态，染色体数目趋向于减少；染色体数目多的具有端部着丝粒染色体，而数目较少的则具有较多的中部或亚中部着丝粒染色体。李树深^[25]研究表明，在特定的分类阶元中，具有较多端部着丝粒染色体是原始类群，而且具有较多中部或亚中部着丝粒染色体是特化类群。LE GRAND认为，在鱼类特定的分类阶元中，二倍体数目为48，且全部由端部或亚端部着丝粒染色体组成的核型是原始核型^[26]。

在本试验中，驼背鲈染色体数目为48，均属于t型——端部着丝粒染色体，染色体核型公式为2n=48，48t，臂数NF=48，因此，驼背鲈在鱼类系统演化上应属于高位类群，但在鲈形目中，其在进化上仍属相对原始的类型。

3.2   驼背鲈与石斑鱼亚科鱼类的核型比较

我国已进行染色体研究的海水鱼类仅50种，包括7目19科，约占海水鱼类总数的2.5%，其中研究最多的是鲈形目鱼类，约占已研究染色体的海水鱼总数的56%。海水鱼类染色体形态的共同特征之一是端部、亚端部着丝粒染色体较多，而中部、亚中部着丝粒染色体较少。在研究的50种海水鱼类中，除鳗鲡目外，其它6个目都明显体现了这一特性。鲱形目、鲻形目、鲈形目和鲽形目中的许多种类的染色体全部为端部、亚端部着丝粒染色体^[23]。

已报道的石斑鱼亚科鱼类的染色体核型见表 3，其染色体数目均为48。其中，驼背鲈属与石斑鱼属核型相似，染色体多为端部着丝粒染色体；而长体鳜属和鳜属鱼类为淡水种类，其核型特点为具有较多的亚中部或亚端部着丝粒染色体，与前面2个属鱼类的染色体核型明显不同。由此可知，石斑鱼亚科内的核型进化并不保守，鳜属鱼类在核型上更为特化。核型类型的同缘性，反映了鱼类种间，类群进化上的趋同性和变异性。

研究表明，高位类群鱼类染色体数目分布呈收敛状态，类别不多，最高峰值在2n=48，M型染色体(包括m和sm染色体)少，平均为7.5，A型染色体(指st和t染色体)多，为38.3，NF平均值为53.4^[22]。表 3中所有石斑鱼亚科鱼类染色体数均为2n=48，M型染色体平均为2.95，A型染色体平均为45.05，NF平均值为50.95，这些特征表明石斑鱼亚科鱼类在鱼类系统演化上属典型的高位类群。