經(jīng)營田鼠染色體標(biāo)本片的制備及分析

經(jīng)營田鼠染色體標(biāo)本片的制備及分析

染色研究可以為動物遺傳、分類和動物地理學(xué)的研究提供基礎(chǔ)信息。經(jīng)營田鼠(Microtuslimnophilus)隸屬于嚙齒目(Rodentia)、倉鼠科(Cricetidae)、田鼠屬(Microtus),較為廣泛地分布于歐亞大陸北部地區(qū)。我國的經(jīng)營田鼠主要集中分布在青海、甘肅、新疆和寧夏等地,為植食性小哺乳動物。有關(guān)田鼠的種群調(diào)節(jié)、母體效應(yīng)、擇偶行為、親屬識別、能量代謝等已進(jìn)行過大量研究,但目前國內(nèi)有關(guān)經(jīng)營田鼠細(xì)胞遺傳學(xué)的資料報道甚少。本研究通過對室內(nèi)繁殖的經(jīng)營田鼠染色體標(biāo)本的制備與分析,了解該種動物染色體的數(shù)目范圍、核型及G帶特征,從細(xì)胞遺傳學(xué)角度揭示其種質(zhì)特征,并為田鼠屬種間進(jìn)化關(guān)系以及染色體同源性分析提供參考資料。1材料和方法1.1實驗動物的選擇野生經(jīng)營田鼠捕自中國科學(xué)院海北高寒草甸生態(tài)統(tǒng)定位站(37′29～37′45N,101′12～101′23E)附近的高寒草甸或灌叢,將其置于河南科技大學(xué)實驗?zāi)翀雠鋵Ψ敝?挑選90日齡以內(nèi)的健康田鼠12只(雄鼠7只,雌鼠5只)作為實驗動物。1.2主試劑和設(shè)備秋水仙素,胰蛋白酶,雙目顯微鏡,易創(chuàng)YD200數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。1.3染色樣品的制備經(jīng)營田鼠染色體標(biāo)本片參照骨髓法制備。1.4g帶帶型檢測將染色體空白片室溫老化3～5d,于75℃的烘箱中烤片2h,后用2.5g/L的胰蛋白酶消化液處理40～60s,Giemsa染色6～8min,沖洗、干燥后,觀察G帶帶型。選擇形態(tài)完整、帶型清晰的雌、雄鼠顯帶分裂相進(jìn)行顯微照相,經(jīng)放大、打印后,剪貼配對制成顯帶核型圖,并統(tǒng)計其G帶的數(shù)量及帶型。1.5染色體形態(tài)類型的劃分選擇染色體分散適中,形態(tài)、數(shù)目清晰的分裂相顯微照相,并測量雌、雄鼠各30個分裂相。按下列公式計算所測染色體的相對長度、臂比值和著絲粒指數(shù),根據(jù)大小、著絲粒的位置,按Leven等標(biāo)準(zhǔn)劃分染色體形態(tài)類型,并編號排成核型圖。相對長度%=[某條染色體的長/1～19號染色體總長(包括X、Y染色體平均長度)]×100%;臂比值=長臂/短臂;著絲粒指數(shù)%=[短臂/(長臂+短臂)]×100%。2結(jié)果2.1經(jīng)營田鼠細(xì)胞染色體數(shù)統(tǒng)計染色體數(shù)目,結(jié)果見表1。從表1可知,經(jīng)營田鼠體細(xì)胞2n眾數(shù)為38,平均占所觀察細(xì)胞總數(shù)的80%,據(jù)此確定經(jīng)營田鼠的體細(xì)胞染色體數(shù)為2n=38。2.2成核型的染色體分別對雌、雄經(jīng)營田鼠各30個體細(xì)胞的19對染色體(包括1對性染色體)的短臂、長臂進(jìn)行測量,并計算其3個參數(shù),結(jié)果見表2。根據(jù)染色體的長短進(jìn)行剪貼、配對制成核型圖(圖1)。圖1顯示,雄性經(jīng)營田鼠染色體核型由18對常染色體和1對異配型性染色體XY組成,雌性染色體核型由18對常染色體和1對同配型性染色體XX組成。根據(jù)表2的數(shù)據(jù),對照Leven等的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行染色體形態(tài)定位,經(jīng)營田鼠19對染色體的特征如下:第1組為1～9號(包括Y)為依次由大到小的t染色體;第2組為10號染色體,唯一的sm染色體;第3組為11～18號(包括X)為依次由大到小的m染色體;X染色體的大小介于14號和15號之間,Y染色體為最小的t染色體。2.3設(shè)淺帶的大小經(jīng)營田鼠19對染色體中期G帶帶型(圖2)特征描述如下:1號:共分布有9條深帶8條淺帶,近端有2條窄深帶、1條寬深帶和2條淺帶,中部有3條窄深帶、1條寬深帶和4條淺帶,遠(yuǎn)端分布2條窄深帶和2條寬淺帶。2號:共有5條深帶6條淺帶,近著絲粒處有1條稍寬深帶和2條淺帶,中部有2條窄深帶、1條寬深帶和1條淺帶、1條寬淺帶,遠(yuǎn)端為1條窄深帶和2條窄淺帶。3號:共有5條深帶4條淺帶,近著絲粒處有1條深而寬的帶,中部有2條窄深帶、2條窄淺帶和1條寬淺帶,遠(yuǎn)端為2條深帶、1條窄淺帶。4號:共有4條深帶4條淺帶,近著絲粒處有1條淺帶、1條深帶,中部有1條窄深帶、1條寬深帶和1條窄淺帶、1條寬淺帶,遠(yuǎn)端為1條窄淺帶、1條窄深帶。5號:共有5條深帶6條淺帶,近著絲粒處有2條深帶、2條窄淺帶,中間有3條窄淺帶、2條窄深帶,遠(yuǎn)端為1條窄深帶、1條窄淺帶。6號:共有3條深帶4條淺帶,近著絲粒處為3條窄淺帶、2條窄淺帶,遠(yuǎn)端為1條稍寬的深帶、1條淺帶。7號:共有2條深帶2條淺帶,近著絲粒處為1條淺帶、1條深帶,中部為1條寬淺帶,遠(yuǎn)端為1條寬深帶。8號:共有4條深帶4條淺帶,近著絲粒處為1條淺帶、1條深帶,中間為2條淺帶、1條深帶,遠(yuǎn)端為1條窄淺帶、2條窄深帶。9號:共有1條深帶2條淺帶。10號:短臂上有1條深帶2條淺帶,長臂上有9條帶,近著絲粒處有1條深帶,中間有1條寬淺帶、1條深帶,遠(yuǎn)端有3條深帶、3條窄淺帶。11號:短臂上有4條深帶3條淺帶,近著絲粒處有1條深帶,中間有1條淺帶、1條深帶,遠(yuǎn)端有2條窄淺帶、2條窄深帶,長臂上有4條深帶、5條淺帶,近著絲粒處有1條寬淺帶,中間有2條深帶、2條窄淺帶,遠(yuǎn)端有2條深帶、2條窄淺帶。12號:為中著絲粒染色體,兩條臂上分別有3條深帶和3條淺帶。13號:短臂上有2條深帶2條淺帶,近著絲粒處有1條寬淺帶,中部有1條寬深帶,遠(yuǎn)端有1條窄淺帶、1條窄深帶,長臂上共有4條深帶、3條淺帶,近著絲粒處有1條深的寬帶,中間有1條深帶和2條淺帶,遠(yuǎn)端有2條深帶、1條窄淺帶。14號:短臂上有3條深帶2條淺帶,近著絲粒處有1條窄深帶,中間有1條深帶和2條淺帶,遠(yuǎn)端有1條窄深帶;長臂上有3條深帶、2條淺帶,近著絲粒處有1條稍寬深帶,中間有1條稍寬淺帶和1條深帶,遠(yuǎn)端有1條窄深帶、1條窄淺帶。15號:短臂上有3條深帶、3條淺帶,近著絲粒處有1條稍寬深帶,中間有2條淺帶和1條窄深帶,遠(yuǎn)端有1條窄淺帶和1條深帶,長臂上有3條深帶、3條淺帶,近著絲粒處有1條淺的窄帶,中間2條深帶、1條窄淺帶,遠(yuǎn)端有1條窄深帶、1條窄淺帶。16號:短臂上有3條深帶、2條淺帶,近著絲粒處有1條深帶,中間為1條深帶、1條稍寬的淺帶,遠(yuǎn)端有1條深帶、1條窄淺帶,長臂上有3條深帶、2條淺帶,近著絲粒處有1條窄深帶,中間1條窄淺帶、1條深帶,遠(yuǎn)端有1條窄淺帶、1條深帶。17號:短臂有2條深帶、2條窄淺帶,長臂上分布3條深帶、2條淺帶。18號:短臂有2條深帶、1條窄淺帶和1條稍寬的淺帶,長臂上有1條寬深帶、1條窄深帶和1條稍寬的淺帶、1條窄淺帶。19號(性染色體):(1)X:短臂上分布2條深帶、3條窄淺帶,長臂上分布3條深帶、2條窄淺帶,近著絲粒處為1條寬深帶,遠(yuǎn)端為2條窄深帶、2條窄淺帶。(2)Y:共有3條深帶、2條窄淺帶,近著絲粒處分布有1條深帶,中間1條窄淺帶、1條窄深帶,遠(yuǎn)端為1條窄淺帶、1條窄深帶。雄性經(jīng)營田鼠的19對染色體共有365條帶,其中深帶187條,淺帶178條;雌性的19對染色體共分布有370條帶,其中深帶190條,淺帶180條。3討論3.1根據(jù)所使用的動物的染色體核型我國學(xué)者對嚙齒目動物染色體的研究主要集中在倉鼠科和鼠科,其中,染色體數(shù)目最少的是黑線倉鼠,2n=22;最多的則是中國豪豬,2n=66。即使同一個屬的種類,染色體數(shù)目也不完全相同,如倉鼠屬、田鼠屬、家鼠屬等,甚至不同地區(qū)的同一種動物其染色體數(shù)目也有差別,如大倉鼠、東方田鼠、棕色田鼠等,這說明嚙齒目動物之間染色體特征相差較大,也反映了嚙齒目動物在演化過程中染色體數(shù)目變化的開放性。本試驗所得經(jīng)營田鼠的染色體數(shù)目、特征,與棕色田鼠染色體數(shù)目為49～52,有2對染色體和X染色體為m、sm外,其余均為t染色體,以及東方田鼠染色體數(shù)目為42～52,有7～9對m、sm(含X),11～18對t(含Y)染色體不同。這也驗證了同一個屬甚至同一個種的嚙齒目動物,其染色體數(shù)目不完全相同的結(jié)論。根據(jù)徐肇華等的觀點(diǎn),具有較多單臂染色體的核型屬于原始型,在倉鼠屬的演化過程中,主要通過融合、斷裂及易位演化為具有較多雙臂染色體的核型,與棕色田鼠、東方田鼠染色體數(shù)目相比,經(jīng)營田鼠的染色體數(shù)目最少且雙臂染色體較多,應(yīng)是較晚出現(xiàn)的一個分支。另外經(jīng)營田鼠的Y染色體為最小的t染色體,這與閆楠等報道的棕色田鼠Y染色體大小無法準(zhǔn)確識別的結(jié)論不同。3.2鼠染色體g帶核型的研究本研究結(jié)果顯示,經(jīng)營田鼠19對染色體共分布有370條帶(雄性365條),其中深帶190條,淺帶180條。因目前國內(nèi)尚未見經(jīng)營田鼠染色體G帶核型的報道,