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编号:10258588
贵州5种常见蚋的核型研究(双翅目:蚋科)
http://www.100md.com 《寄生虫与医学昆虫学报》 2000年第1期
     作者:张春林 陈汉彬

    单位:张春林(贵阳医学院生物学教研室,贵阳 550004);陈汉彬(贵阳医学院生物学教研室,贵阳 550004)

    关键词:蚋科;脑细胞;核型

    寄生虫与医学昆虫学报000111摘要 本文首次报告贵州5种常见蚋幼虫脑神经节细胞的染色体组型。分别对黄毛纺蚋S.aureolhirtum、华丽短蚋S.ornata、兴义维蚋S.xingyiense、双齿蚋S.bidentatum和五条蚋S.quinquestriatum的核型进行初步描述及统计学分析。结果表明:5种蚋的核型均为2n=6,具中央着丝粒或亚中央着丝粒;染色体的相对长度值和Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ)值无明显种间差异。

    A STUDY OF KARYOTYPES OF 5 SPECIES BLACKFLIES FROM
, 百拇医药
    GRUIZHOU PROVINCE(DIPTERA:SIMULIIDAE)

    Zhang Chunlin

    (Guiyang Medical College,Guiyang 550004)

    Chen hanbin

    (Guiyang Medical College,Guiyang 550004)

    Abstract The preparation technique of the mitotic chromosome,which has been used successfully in other medical insects,is improved and applied to make the mitotic chromososme from blackfly larvae cerebrum ganglioneure.Meanwhile,the karyotypes of 5 species blackflies belonged to the genus Simulium from Guizhou are analysed.They are S.(N.) aureohirtum,S.(W.)xingyiense,S.(S.)ornata,S.(S.)bidentatum and S.(S.)quiquestriatum.Results:The karyotypes of 5 species blackflies consist of 2n=6 chromosomes,with medium centromere;(p+q)/(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ) ratio and Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ)ratio of chromosomes have no significant difference among the 5 species(P>0.05).
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    Key words Simuliidae Cerebrum ganglioneure Karyotypes.

    开展蚋类细胞遗传学研究,可为蚋类细胞分类学、生态学、系统演化和遗传防治提供基础资料。迄今,在全世纪已知1 461种(Crosskey,1988)蚋科中,做过细胞学研究的仅有150多种(Rothelfs,1979),且仅集中于多线染色体研究。国内迄今未见蚋类细胞学研究报导。本文首次报导贵州5种常见蚋幼虫脑神经节细胞的核型。

    1 材料与方法

    1.1 材料

    本研究以贵州省5种蚋的成熟幼虫脑神经节为材料,采用滴片法及空气干燥技术,先后制作30余张染色体制作(每种5~7张不等),并分析5种核型。材料来源如下:

    黄毛纺蚋Simulium(Nevermannia)aureohirtum Brunetii,1991,采自贵阳市郊。
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    华丽短蚋Simulium(Simulium)ornata Meigen,1918,采自贵阳市郊。

    双齿蚋Simulium(Simulium)bidentatum Shireeki,1935,采自贵阳市郊。

    兴义维蚋Siumulium(Wilhelmia)xingyiense Chen and Zhang,1997,采自兴义市郊。

    五条蚋Simulium(Simulium)quinquestriatum Shirkai,1935,采自兴义市郊。

    1.2 实验方法

    参照蚊类(温小军等,1996)、蝇类(凌发瑶,1984)和蚤类(曹丽萍等,1988)的染色体制片技术,并加以改进,采用蚋幼虫脑神经节体外短暂培养,通过滴片、空气干燥和Giemsa染色的方法,制作中期染色体玻片标本。实验程序:野外收集新鲜幼虫,选择其中活跃成熟幼虫,用蒸馏水和含双抗的Ringer's液冲洗虫体。切下幼虫头部,置于0.068 mg/mL秋水仙素Ringer's液中,20℃培养2.5 h。再将头部经低渗、预固定、固定后,在解剖镜下分离出脑神经节(头壳另行封片,以备作鉴定之用),移去杂质,加1滴60%冰醋酸软化脑神经组织,并将玻片置于50℃电热板上,进行滴片。12 h后,Giemsa染色30 min,自来水冲洗,空气干燥后,镜检,显微摄影(×800)。每一蚋种随机选择10个良好的有丝分裂中期分裂相,分别测量和计算染色体的核型参数值。参照Rai (1963),Leven等(1964)和温小军等(1996)对蚊类的核型分析方法,选用以下参数来描述分析蚋类核型:绝对长度(p+q)、臂比值(q/p)、Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ)值和相对长度(p+q)/(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ))。
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    2 结果

    2.1 本研究所观察的5种蚋核型均为2n=6,具中央着丝粒或亚中央着丝粒,同源染色体间无差异,核型无明显特殊性结构(见图1)。

    图1 贵州省5种蚋的核型

    Fig 1 karyotypes of 5 species blackflies from Guizhou
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    1.华丽短蚋(S.ornata);2.兴义维蚋(S.xingyiense);3.黄毛纺蚋(S.aureohirtum);

    4.五条蚋(S.quinquestriatum);5.双齿蚋(S.bidentatum).

    2.2 根据3对染色体的长度分别编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号,且Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ。所测5蚋种核型参数见表1。

    表1 蚋科5种蚋染色体核型的参数值

    Tab.1 Index of Karyotypes of 5 species blackflies(Simuliidae) 蚋种

    Species

    染色体编号

    Chromosome
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    绝对长度

    (p+q)

    (均数±方差)

    (±SD)

    相对长度

    (p+q)/(Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ)

    (均数±方差)

    (±SD)

    Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ值)

    Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ)
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    (均数±方差)

    (±SD)

    臂比值

    q/p

    (均数±方差)

    (±SD)

    染色体类型

    centromere

    黄毛纺蚋

    S.aureohirtum
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    Ⅲ

    Ⅱ

    Ⅰ

    3.52±0.61

    2.91±0.62

    2.17±0.41

    0.42±0.03

    0.34±0.01

    0.26±0.02

    0.34±0.02

    1.13±0.09

    1.09±0.08
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    1.05±0.06

    m

    m

    m

    华丽短蚋

    S.ornata

    Ⅲ

    Ⅱ

    Ⅰ

    2.88±0.39

    2.45±0.34

    1.80±0.23

    0.41±0.01
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    0.34±0.02

    0.25±0.02

    0.34±0.02

    1.34±0.08

    1.06±0.05

    1.05±0.06

    sm

    m

    m

    双齿蚋

    S.bidentatum

    Ⅲ
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    Ⅱ

    Ⅰ

    4.22±0.41

    3.84±0.52

    2.52±0.29

    0.41±0.01

    0.34±0.02

    0.25±0.01

    0.33±0.02

    1.11±0.07

    1.09±0.06

    1.10±0.06
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    m

    m

    m

    五条蚋

    S.quinquestriatum

    Ⅲ

    Ⅱ

    Ⅰ

    3.78±0.30

    3.30±0.44

    2.45±0.34

    0.44±0.06

    0.36±0.05
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    0.27±0.03

    0.32±0.02

    1.19±0.14

    1.12±0.22

    1.04±0.06

    m

    m

    m

    兴义维蚋

    S.xingyiense

    Ⅲ

    Ⅱ

    Ⅰ
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    3.460±0.45

    2.99±0.41

    1.97±0.26

    0.44±0.05

    0.36±0.04

    0.27±0.03

    0.33±0.04

    1.19±0.07

    1.22±0.07

    1.04±0.06

    m

    m
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    m

    2.3 对5蚋种核型的Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ)值和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号染色体相对长度的均数方差分析,结果无显著种间差异(P>0.05),且Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ)值和相对长度的均值方差较小,数值较稳定。而对5蚋种的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号染色体绝对长度的分析,表明双齿蚋与其余4种蚋的绝对长度有明显差异,其余4种间则无明显差异,5种蚋的绝对长度值均值方差均较大,数据变异幅度宽。

    3 讨论

    3.1 Rothelfs(1979)指出蚋科正常二倍体细胞染色体均为6条(2n=6),具中央或亚中央着丝粒。Rothelfs(1975)、Procunier(1982)分别报道Simulium aureum和Cnephia lapponica的染色体数为2n=4,并指出染色体数减少的原因是减数分裂中着丝粒易位产生Ⅱ和Ⅲ号染色体融合的结果,原始染色体数应为2n=6。本文5蚋种核型均为2n=6,大多具中央着丝粒,仅发现华丽短蚋的Ⅲ号染色体具亚中央着丝粒。蚋科染色体数量的高度一致性,提示了染色体数量变化对蚋类的进行似无意义,其进化可能是通过积累微小核型变化和遗传变异而进行的。
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    3.2 本文采用绝对长度、相对长度、Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ)值和臂比值作为描述蚋类核型的主要指标。从实验数据看,相对长度、Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ)值和臂比值的数据较稳定,变化幅度不大,表明三者可较客观地反应蚋类核型的特征。Rai(1963)、何麟等(1985)对蚊类核型研究认为,Ⅰ/(Ⅱ+Ⅲ)值和相对长度作为蚊类核型主要指标较合理。本研究的结果可资佐证。而本研究染色体绝对长度的变异幅度较大,究其原因除个体差异外,可能还与染色体制作过程中实验条件的变化造成染色体收缩程度不一有关,提示保持实验条件一致对蚋类核型研究具重要性。也说明多数学者不主张用绝对长度作为核型主要特征不无道理。

    3.3 Rothelfs(1981)总结蚋类性别决定机制认为,蚋科的性别属XY型,其性别决定于一对或多对与性别有关的等位基因,且等位基因具“流动性”(Moterbility),可分布于各对染色体,性别决定于X型和Y型的基因位点数量的相对平衡。本研究尚不能确定5蚋种核型的3对染色体中,哪一对具有决定性别功能的机制。Rothelfs(1975,1979)表明蚋类多线染色体具决定性别的H带,并指出Dunbar等学者认为同一种蚋的性染色体在多线染色体中可表现为多种形式。是否说明正常二倍体细胞的性染色体也具有多型性,尚有待进一步研究。
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    3.4 迄今,有关蚋类染色体研究,均采用多线染色体作为实验材料,蚋类多线染色体被认为是一种特异性的染色体,具有多态性的带型和倒位等特异性结构,染色体易于识别,被广泛应用于蚋类亲缘种和种下分类鉴别及系统演化研究。从本文5蚋种脑神经节细胞核型看,其正常染色体较小,可供在光镜下识别的种间特异性结构不多。因而,笔者认为进一步研究多线染色体和探索非多线染色体分带研究,当是蚋类细胞分类研究的一条可行途径。

    国家自然科学基金资助项目(批准号:39460073)

    参考文献

    1,何麟,李文盛,袁金富.1985.白纹伊蚊的染色体组型.遗传,1(4):40~41.

    2,凌发瑶.1984.蝇类染色体制备方法研究.昆虫知识,21(4):186~188.

    3,曹丽萍,何麟.1988.蚤类染色体空气干燥制片技术.昆虫知识,25(4):250~251.
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    4,温小军,陈汉彬.1996.中国蚊科11属35种蚊虫核型研究.寄生虫与医学昆虫学报,3(2):116~128.

    5,Crosskey,R.W.1988 An annotated checklist of the world blackflies(Diptera:Simuliidae)pp.425~520.in K.C.Kim and R.W.Merritt(eds),Black Flies:Ecology,Polpulation management,and Annotated World List(University Park and London:Pennsylvania State University).1987,XV+528PP.

    6,Leven,A,K.Fredga and A.A.Sandberg 1964 Menclature for centromeric position on chromosomes.Hereditas.52:201~220.
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    7,Procunier,W.S.1982 A cytological study of species in Cneplia s.str(Diptera:Simuliidae).Can.J.Zool.60:2866~2878.

    8,Rai,K.S.1963 A comparative study of mosquito karyotypes.Ann.Ent.Soc.Amer.56:160~170.

    9,Rothelfs,K.H.1975 Achiasmate meiosis and centromere shift in Eusimulium aureum(Diptera:Simuliidae).Chromosoma.51:114~124.

    10,Rothelfs,K.H.1979 Cytotaxomogy of Black Flies(Simuliidae).Ann.Rev.Entomol.24:107~160.

    11,Rothelfs,K.H.1981 A cytological study of natural hybrids between Prosimulium multidentatum and P.magmum.With notes on sex determination in the Simuliidae.Chromosoma.82:273~691.

    收稿日期:1999-08-10, 百拇医药