鱼虾类的分子标记研究进展

周国锋，曾碧健

(广东第二师范学院，广东 广州 510303)

1 引言

分子标记(Molecular marker )是从DNA水平上揭示个体和群体的遗传多样性的理想工具，与形态学、生物化学与细胞学标记相比，分子标记对隐性的性状选择更为便利，广泛应用于基因组作图、遗传育种、物种关系鉴别等方向，在物种遗传多样性鉴定方面具有较为良好的应用效果。

2 分子标记技术研究

随着分子生物技术的发展，产生了诸多标记方式，如RAPD、RFLP等。分子标记也具有不同的技术，如随机扩增多态性DNA、DNA扩增指纹印迹、序列标志位点等[1]。发展分子标记技术有利于保护部分特殊鱼类种群。时至今日，分子标记技术已经逐渐成熟，且标记方法多样。在多种标记方法中，微卫星标记具有分布广、多态性高、重复性和稳定性高、共显性标记好等优点，已广泛应用于水生动物亲子鉴定、遗传连锁图谱和多样性研究中。在诸多分子标记方法中，鱼虾类的分子标记应用微卫星标记方法较多。

微卫星标记技术也被称为SRR，是指真核生物基因组中均匀分布着大量碱基组成的串联重复序列，在当前的鱼虾类分子标记中较为常见。相较于其他技术来说，微卫星技术标记的结果更为可靠，且具有可比性高的特点，在基因范围方面也覆盖较广，是一种近似理想的遗传标记方式，在鱼虾类的遗传学研究中发挥着重要的作用。国内外研究学者就微卫星标记鱼虾类的分子标记应用中已进行了多项探索。

3 鱼虾类的分子标记应用研究

3.1 鱼虾亲本鉴定

目前正在进行的鱼虾分子标记研究，多数是为了讨论鱼虾种群的基因亲本库，以促进鱼虾遗传图谱的整合，实现对鱼虾的保护和进化基因组研究。微卫星位点是一种高效、快速、经济的方法，可作为水生动物亲子鉴定、谱系管理和群体遗传分析的有力工具。如2004年，研究人员Jerry D R, Preston N P[2]使用微卫星标记方法以研究库鲁马虾后代。从已知的22个母系中，在六个微卫星位点上对无节幼体进行分型，并进行亲子分析。分析数据发现，子代对其“真”母亲的分配成功率低于模拟预测值，只有47%的后代被正确分配。其结论认为，分子标记亲子分析作为一个工具，在虾选育方面拥有较大的优势。

河海中存在一些重要的甲壳类，被列为渔业管理的优先品种，分子标记技术在鱼虾亲本鉴定有利于对河海重要鱼虾品种的亲本鉴定和保护。2016年，Heras S对蓝虾和红虾进行高变微卫星标记，认为微卫星标记提供了额外的工具来解决有关遗传多样性、亲子研究和的问题[3]。2016年，Dongyu L基于微卫星位点的等位基因长度成功建立并优化了4个多重PCR体系，利用这些系统对凡纳滨对虾11个家系进行系谱分析，发现微卫星标记多重PCR系统可以作为凡纳滨对虾遗传多样性和系谱分析的有效方法[4]。

相较于国外的研究来说，国内的研究更具有针对性，主要是针对我国鱼虾的分子标记技术研究。如2016年，杨忠礼在《兰州鲇EST-SSR分子标记的开发及其在鲇形目和鲤形目鱼类中的通用性研究》一文中对兰州鲇的EST-SSR标记进行探讨，结果显示兰州鲇在近缘物种中均有很高的通用性,但随着亲缘关系变远,其通用性随之降低[5]。2016年，龚瑞玥等基于SRAP分子标记对黄颡鱼属进行遗传多样性研究,选用64对SRAP引物作为研究对象，发现瓦氏黄颡鱼比黄颡鱼少了一个DNA片段。基于研究结果设计了一对引物，提供了高效识别杂交种的方法[6]。2010年，傅洪拓等基于SRAP分子标记对海南沼虾种群遗传多样性进行分析，结果发现5个海南沼虾种群间已经出现较大的遗传分化[7]。

3.2 分析鱼类野生种群特征

准确鉴定遗传基因是检测新品种所必需的工作。鱼类作为一个群体，在所有脊椎动物类群中具有最高的物种多样性。在大小、形状、栖息地表现出巨大的多样性，鱼类生活在几乎所有可想象的水生栖息地，范围从南极水域到沙漠。平均每年有300种新的鱼类被发现，因此鱼虾野生种群的种群特征对其科学管理具有重要意义。

目前，有关野生鱼虾遗传参数的信息非常有限，基于分子标记技术可以得到更多信息。譬如穴居海虾是河口底栖动物群落中重要的生态系统工程师。2013年，Dumbauld B R通过31个微卫星位点对两个穴居海虾物种进行分子标记，用于作为减少贝类养殖的参考，为河口底栖动物种群结构和多样性提供了一个有用的工具[8]。2016年，Mandal S开发了种特异性微卫星标记，利用亲和捕获方法构建了4个河流的富集基因组文库。在群体遗传学中验证了标记的实用性。分析表明，河川种群间存在显著的遗传分化，多态性微卫星位点对河流野生群体遗传变异和多样性研究具有广阔的前景[9]。

2016年，上海海洋大学研究人员张睿在其硕士论文——《基于核基因分子标记的野鲮亚科两种鱼类比较亲缘地理研究》中采用核基因分子标记对东方墨头鱼、纹唇鱼种群进行亲缘地理关系及种群遗传结构的研究，其研究结构展示了淡水鱼类的遗传分化与地理分布的相关性[10]。

3.3 鱼虾类保护

分子标记技术在鱼虾类的种群保护方面也具有积极作用，首先，通过分子标记可以获得更多基因信息，从而对鱼虾类病毒进行有效治理。2017年，Alcivarwarren A构建了一个基于简单序列重复的、微卫星遗传标记的初步低密度连锁图谱(SPF)虾。标记位点主要来源于从利用Taura综合征病毒(TSV)或白斑综合症病毒(WSSV)[11]。2016年，Schartl M通过聚类分析的总体分组模式清楚地表明了每个物种之间的相似性和变异性。其结论认为，这些基于DNA的标记与形态学标记可用于分类学问题、育种程序、研究遗传变异、基因标记以及遗传多样性评估、品种发育研究，尤其是对鱼虾类的保护方面起到重要作用[12]。

受到外来鱼虾物种的影响，我国鱼虾的生存空间被挤压，分子标记技术对我国鱼虾类的保护具有重要意义。早在2008年，张姝就对分子标记/形态标记在虾、蟹研究中的应用进行了探讨，分析了近交系数与生长性状和耐高温性状的相关性。结果发现，高温天气中本地虾对高温的耐受性不如进口虾。对本地虾不耐高温和耐高温两个性状池进行分子标记的筛选，筛查本地虾与耐高温性状相关的SNP位点[13]。

2016年，李伟亚利用分子标记对中国对虾放流效果进行评估研究，其指出，分子标记方法可以解决传统放流标志的限制,提升对虾增殖放流效果，同时可以为中国对虾放流提供精确评估的手段和方法[14]。

3.4 鱼虾类育种

系谱饲养需要防止有效群体大小的下降和保持遗传变异虾育种计划，而分子标记就是有用的方式。Janssen A等的研究设计了选育埃及海虾抗病性和生长的选育方案。在埃及现有的对虾育种方案中，筛选出了一些多态性微卫星标记，并应用标记辅助选择。该项目成功地分离和鉴定了对虾的微卫星遗传标记，并从育种计划中追溯了不同家系的谱系[15]。

此外，分子标记技术为鱼虾类育种提供了更多有效的方法。2009年，全国动物遗传育种及生物技术研讨会研究人员杨柯、马春艳在《凡纳滨对虾选育世代的微卫星标记分析》一文中提出一种通过施加交配限制(亲子鉴定和配偶设计的微卫星标记)来控制亲缘交配的方式。结果表明，微卫星标记的使用表明微卫星位点的杂合度与个体近交系数有很好的相关性。在分析家谱和微卫星数据时，观察到在驯养的选定群体中遗传变异的下降[16]。2014年，胡龙洋用分子标记对不同日本对虾进行遗传鉴定，发现日本对虾子代的观测杂合度明显低于亲本，日本对虾继承亲本遗传信息的过程中丢失了一定的杂合性。认为下一步的配种计划中应尽量避免部分分子标记位点亲缘关系近的群体之间的交配[17]。

4 微卫星技术在鱼虾类生物研究发展的前景展望

当前鱼虾类的分子标记技术应用较为广泛，应用的技术也更为先进化，尤其微卫星标记技术在当前的鱼虾类分子标记中起到重大的作用。根据对国内外研究文献的收集，发现当前鱼虾类的分子标记应用主要集中在亲子鉴定、野生种群特征鉴定、遗传分化研究、鱼虾类保护、鱼虾育种等方面。分子标记技术对鱼虾类遗传变异和多样性研究具有广阔的前景，微卫星标记也是进行某种亲缘关系鉴定的有效方式，尤其是在遗传多样性方面具有非常重要的作用，为鱼虾育种提供了更为科学化、精准化的基因数据，研究鱼虾类的分子标记非常具有学术意义和现实意义。