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文章信息
- 孔飞, 郭健民, 吴家炎
- KONG Fei, GUO Jianmin, WU Jiayan
- 小齿猬的染色体研究
- Study on the Chromosome of Mesechinus miodon
- 四川动物, 2016, 35(2): 217-220
- Sichuan Journal of Zoology, 2016, 35(2): 217-220
- 10.11984/j.issn.1000-7083.20150309
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文章历史
- 收稿日期: 2015-10-09
- 接受日期: 2015-12-15
2. 海南师范大学, 海口 571158
2. Hainan Normal University, Haikou 571158, China
小齿猬Mesechinus miodon隶属于劳亚食虫目Eulipotyphla猬科Erinaceidae猬亚科Erinaceinae林猬属Mesechinus,分布于陕西省榆林地区沿毛乌素沙漠一线,除榆林外,紧靠内蒙古自治区乌审旗,伊金霍洛旗的鄂尔多斯市,以及神木县可能也有分布。Thomas于陕西榆林小壕兔地区获得该种并命名为Erinaceus miodon(Thomas,1908)。王应祥(2003)因其第二个上臼齿(P2)均小于2 mm等特点,将其中文学名定为“小齿猬”。
从陕西榆林的miodon发现以来,涉及到它的分类地位基本上有2种观点。一种观点是把它当成达乌尔猬Mesechinus dauuricus或亚种(Allen,1938;Ellerman & Morrison-Scott,1951;Corbet,1978;林炜,闵芝兰,1989),另一种观点是将miodon认作独立的种(Thomas,1908;LÖunberg,1922;王应祥,2003)。目前关于小齿猬的分类地位和染色体核型尚未见报道。本文通过对小齿猬染色体数目及核型的研究,明确了该种的分类地位,为其他相关研究积累资料。
1 材料和方法1.1 实验材料2012—2014年每年8—10月,采用笼捕的方法在陕西榆林小壕兔地区共捕捉到小齿猬7只(YX 1202 ♂ 、YX 1301♀、YX 1302♀、YX 1303 ♂ 、YX 1304 ♂ 、YX 1401 ♂ 、YX 1402♀,标本现保存于陕西省动物研究所标本馆),将其带回到陕西省动物研究所实验室内进行饲养和染色体研究。
1.2 实验方法 1.2.1 染色体的制备采用骨髓细胞固定法制备染色体标本。具体操作方法为:给每只小齿猬腹腔注射1%秋水仙素溶液,剂量为每千克体质量4 mg。4 h后处死,取其肱骨和股骨,剔净骨上的肌肉后将两端的骨骺横断,用注射器吸入0.46%KCl溶液冲出骨髓细胞,37 ℃低渗溶液处理30 min。1 000 r·min-1离心10 min,去掉上清液后加入预冷新配置的卡诺氏固定液(V甲醇:V冰醋酸=3:1)固定,10 min后1 000 r·min-1离心10 min,并重复固定2次;在最后一次固定并离心后,弃去上清液,加入0.5 mL卡诺氏固定液,制成悬浊液并滴于预先冰冻的载玻片上,空气干燥过夜。载玻片用10%Giemsa磷酸液染色30 min后自来水冲洗干净,待干燥后在显微油镜下进行染色体的照相和计数分析。
1.2.2 核型分析使用Leica DC500显微镜油镜进行观察、统计染色体数目,选取来自不同个体分散良好的染色体中期分裂相进行照相。拍照后计数并确定基数最大的为其染色体数目。选取染色体完整、分散良好、边缘清晰且较平整的中期细胞分裂相,用Adobe Photoshop软件处理图片、配对,并测量计算染色体的相对长度、臂比值、臂数等。按Levan等(1964)提出的染色体分组标准进行染色体分类和臂数统计。
2 结果 2.1 染色体数目对小齿猬染色体数目的统计表明,在计数的150个中期细胞中具有44条染色体的细胞占多数,达46%,因此可以说小齿猬的染色体数目为2n=44。另外表中也反映出2n=46,2n=48的细胞以较多的频率出现,分别为17.3%和19.3%(表 1)。
数目及性别Number and gender | 观察细胞数Number of cells observed | 染色体数目的分布Distribution of chromosome numbers | ||||||||
36 | 40 | 41 | 42 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | ||
4 ♂3 ♀ | 150 | 1 | 1 | 1 | 4 | 69 | 7 | 26 | 12 | 29 |
百分比/% | 150 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 2.7 | 46.0 | 4.7 | 17.3 | 8.0 | 19.3 |
选择染色体形态清晰、分散较好的分裂相进行拍照,测量染色体的相对长度、臂比,并分组(表 2)。
染色体分组及编号Chromosomegroup and No. | 相对长度Relative length/% | 臂比Arm ratio | 着丝粒指数Centromericindex/% | 染色体类型Chromosometype | |
A | 1 | 67.39±10.85 | 1.10 | 47.70 | m |
2 | 57.53±3.48 | 1.14 | 46.97 | m | |
3 | 53.32±10.59 | 1.12 | 47.28 | m | |
4 | 45.97±2.68 | 1.14 | 46.83 | m | |
B | 5 | 44.22±7.54 | 1.13 | 47.01 | m |
6 | 42.43±9.22 | 1.18 | 46.19 | m | |
7 | 40.91±6.43 | 1.12 | 47.35 | m | |
8 | 36.24±8.65 | 1.10 | 47.57 | m | |
9 | 35.62±8.02 | 1.18 | 45.88 | m | |
C | 10 | 71.15±9.73 | 2.40 | 29.66 | sm |
11 | 54.17±11.86 | 2.26 | 31.08 | sm | |
12 | 52.78±5.79 | 2.20 | 31.58 | sm | |
13 | 45.32±4.68 | 2.17 | 31.82 | sm | |
D | 14 | 50.97±7.72 | 2.09 | 32.79 | sm |
15 | 45.27±5.35 | 1.97 | 34.13 | sm | |
16 | 42.09±10.01 | 2.18 | 31.67 | sm | |
17 | 38.79±8.27 | 2.12 | 32.21 | sm | |
18 | 33.95±3.43 | 2.39 | 30.29 | sm | |
19 | 31.31±4.70 | 1.93 | 34.31 | sm | |
20 | 24.78±11.88 | 2.00 | 33.51 | sm | |
21 | 22.24±4.34 | 2.07 | 32.78 | sm | |
X | 48.63±10.80 | 3.35 | 23.29 | st | |
Y | 14.93±6.21 | 8.47 | 11.01 | t | |
注: m. 中部着丝粒染色体, sm. 亚中部着丝粒染色体, st. 亚端部着丝粒染色体, t.
端部着丝粒染色体; 相对长度=(染色体长度/染色体组总长度)×100%; 臂比=长臂长/短臂长;
着丝粒指数=短臂长度/(长臂长度+短臂长度)×100%。 Notes: m. metacentric chromosomes, sm. submetacentric chromosomes, st. subterminal chromosome, t. terminal chromosome; relative length=(chromosome length/total length of the genome)×100%; Arm ratio=long arm length/short arm length; Centromeric index=short arm length/(long arm length+short arm length)×100%. |
小齿猬有丝分裂中期细胞染色体都是大小不同的双臂染色体,仅Y染色体是很小的单臂染色体。经核型分析,可以看出在2n=44的细胞中有9对中部着丝粒染色体,其中1~4号较大,形态清晰;12对亚中部着丝粒染色体,其中10~13号较大,易辨别,10号亚中部着丝粒染色体是核型中最大的1对双臂染色体。X染色体为中等大小的亚端部着丝粒染色体,Y染色体是核型中最小的不成对的末端着丝粒染色体。在2n=44,NF=87染色体组型中,为了便于观察和分析,常染色体还可以分为A、B、C、D 4个组,A组为4对较大的中部着丝粒染色体:1~4号;B组是5对中部着丝粒染色体:5~9号;C组是4对较大的亚中部着丝粒染色体:10~13号;D组14~21号是8对亚中部着丝粒染色体(图 1)。在2n=46的细胞中,多了1对B组的最小中部着丝粒染色体;2n=48的核型中,B组多了1对小的中部着丝粒染色体,D组多了1对最小的亚中部着丝粒染色体。2n=47的细胞出现较少,多了3个最小的中部着丝粒和亚中部着丝粒染色体。这些正常核型中多出来的小染色体即超数染色体,也称B染色体。数目不等的B染色体使得观察计数染色体时,2n=46,2n=48的有丝分裂中期细胞出现频率有所升高。根据以上分析,小齿猬的核型可以简化描述为2n= ♂ 44~48,NF=87~95,18(m)+24(sm)+0~4 B m(m或sm),XY(st,t)。
3 讨论该研究表明小齿猬的染色体组型为2n= ♂ 44~ 48,NF=87~95,18(m)+24(sm)+0~4 B m(m或sm),XY(st,t),有别于Кораблев等(1996)报告的达乌尔猬的染色体组型为2n=48,NF=92,10(st)+ 22(m)+14(sm),性染色体XY(sm,mt)。闵芝兰和林炜(1989)也专题研究了陕西省的猬科分类,并由林炜专门采集了Thomas(1908)所订的Erinaceus miodon模式产地——陕西榆林活体标本,并进行了染 色体组型测定,其结果为2n=44,NF=82,10(sm)+ 30(m)+2(t),XY(m,t)(林炜,闵芝兰,1989)。这和我们所做核型也有很大的相似性,染色体数目相同,其中的差别仅仅是在较小的常染色体及性染色体的形态识别划分上,但其认定该标本是达乌尔猬,显然与Кораблев等(1996)报道在达乌尔猬指名亚种的模式产地测得的达乌尔猬染色体组型结果不同。参考形态性状特点,我们认为林炜和闵芝兰(1989)所测的榆林标本正是Thomas(1908)当年所订立的Erinaceus miodon,应恢复Thomas(1908)提出在陕西榆林地区获得的Mesechinus miodon种的地位,并支持王应祥等因其第二上臼齿(P2)均小于2 mm等特点,将其中文学名定为“小齿猬”。
高等动物的染色体数目及组型比低等动物稳定,但染色体数目和结构的变化是物种进化的重要因素之一(陈广文等,2010)。根据已发表的资料统计出我国分布的猬科4种的染色体数目为2n=48(陈宜峰,郭健民,1986;林炜,闵芝兰,1989;杨凤堂等,1991;汪松等,2001),而本研究小齿猬染色体数目为44~48,这种多余染色体的性质,为超数染色体。超数染色体即B染色体,是某些物种中除A染色体之外的一些额外染色体,多数由异染色质组成,没有强烈的整倍体效应,存在着种群间、种群内差异。束峰珏等(1999)研究发现,由于B染色体在传递过程中的不稳定性,常常造成染色体数目和形态在种群间、个体间的差异。B染色体在植物和昆虫中比较常见,现在已知植物有600多种,昆虫有158种都存在B染色体,而哺乳动物中较为少见。牧野佐二郎(1982)报道了赤狐Vulpes vulpes染色体组型也存在微小的B染色体,使染色体数目有所变异,2n= ♂ 34~38。束峰珏等(1999)首次提出毛冠鹿Elaphodus caphalophus B染色体多态,并对其传递机制进行了探讨。在啮齿类大仓鼠Tscherkia triton、鄂毕环颈旅鼠Dicrostonyx torguatus、印度灌鼠Golunda ellioti、昆士兰大裸尾鼠Uromys caudimaculatus、黄足裸尾鼠Melomys cervinipes、宽齿鼠Pseudomys fuscus、沼泽鼠Rattus fuscipes等物种中都存在数目不等、大小不一的B染色体。在黑家鼠R. rattus中,无或有2个中部着丝粒染色体,可使它的染色体数目为2n= ♂ 38或40。本文报道的食虫类小齿猬存在B染色体还属首次报道,由于一般认为B染色体主要为异染色质,且有个体小、形态不清晰的特点,其来源及遗传功能有待继续深入研究。
致谢: 研究工作进行中,承中国科学院昆明动物研究所王应祥教授,西北大学杨兴中教授、李智选教授,陕西师范大学于小平教授、李晓晨教授,中国人民解放军第四军医大学师长宏教授,榆林市人民政府动物管理站胡彩娥站长、李怀杰站长,榆林市榆阳区小壕兔乡杨世雄乡长,小壕兔村张起云村长以及陕西省动物研究所吴晓民研究员及蒋志武、党蕊叶、陈洁、张广平等大力协助、诚恳指导,特此一并致谢。陈广文, 董自梅, 田士瑞, 等. 2010. 河北3 产地日本三角涡虫的染色体变异与核型多样性分析[J]. 动物学杂志, 45(6): 85-91. |
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束峰珏, 张锡然, 曹祥荣, 等. 1999. 毛冠鹿B染色体多态及遗传机制探讨[J]. 遗传, 21(6): 23-26. |
汪松, 解焱, 王家俊. 2001. 世界哺乳动物名典[M]. 长沙: 湖南教育出版社: 17-18. |
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