基于线粒体DNA和微卫星分子标记的苏北地区通俗腔蚓遗传多样性研究文献综述

 2022-04-12 19:54:04

蚯蚓遗传多样性研究方法论述

蚯蚓属于寡毛纲后孔寡毛目,全球已记录的陆栖蚯蚓有12科,181属(冯孝义,1985),约4000种(Edwards, 2004);中国已记录的有9科28属306种(黄健等,2006)。蚯蚓可通过取食、消化、排泄和掘穴等活动参与各种土壤生态过程(Tian G et al, 2000),有着“生态系统工程师”的美称(Thibaud Decaeuml;ns et al,1999)。此外,中医中蚯蚓还可以入药,用于活血化瘀、防治心脑血管疾病,俗称“地龙”。

遗传多样性又称基因多样性,广义上是指生物所携带的各种遗传信息的总和;狭义上指的是物种内基因的多样性和不同个体的遗传结构差异等。产生遗传多样性的原因在于物种长期进化过程中遗传变异的积累(褚嘉祐等,2012)。随着科学技术的进步,遗传多样性的研究经历了从宏观到微观、从表现型到基因型的进步过程。

1. 形态学研究

形态学研究是研究生物的一种最基本的形式(周睿洋,2019)。形态学研究可分为两个阶段,第一个阶段是对生物细胞阶段形态下研究;第二个阶段是对生物个体发生的研究,即个体生长发育阶段外形和器官构造等的研究。对于蚯蚓形态学方面,早有学者进行研究。孙希达(1995)等人对浙江省多个地区的蚯蚓进行采集和观察,首次用简图形式作了分类检索表并用图示区别了不同蚯蚓种间的主要区别。张玉峰等人(2016)对北京廊坊地区天锡杜拉蚓 (Drawida gisti)、日本杜拉蚓(Drawida japonica) 和梯形流蚓 (Aporrectodea trapezoid) 三种蚯蚓个体间的形态多样性进行了综合分析,3个优势种的体长与体宽呈显著正相关,体长与体节数之间存在极显著回归关系。

但是,传统的形态学研究方法存在明显的不足。首先,近缘物种有着相似的形态结构,想要将他们区分开需要研究者具有一定的经验积累,进行形态学分类更对研究者的学术水平有着非常高的要求。其次,对于有些物种来说,成体与幼体的形态特征有着明显的差别,特别是对于两栖动物来说,不同幼体在形态方面很难做出辨别。另外,形态学上的相似可能导致忽略类群中的隐存种(刘雨松,2016)。

2. 染色体组型的研究

染色体组型作为一种能够直接反映生物体倍性的遗传标记,其中包括染色体数目的变化,以及通过比较染色体的相对长度、着丝粒指数、臂比等形态参数以确定染色体的类型。对于不同的物种来说,染色体数目、大小和形态是各不相同的,但是均能稳定遗传,所以它是物种区别的重要特征之一,可以用来确定物种的亲缘关系、变异程度及进化过程等。许智芳等人(1983年)对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)和引自日本分类学上属于Eisenia foetida 的“大平二号”和“北星三号”三种蚯蚓的雌性生殖细胞进行活体注射秋水仙素,结果表明:三种蚯蚓的倍体染色体数为11个,2n=22。其 中4对是大型的,4对是中型的,3对是小型的。三种蚯蚓的所有染色体除去个别的以外,均为端部着丝点染色体。韩建林等人又在1984年对“大平二号”蚯蚓的染色体组型进行分析,其结果与许智芳等人的结果相一致。

3. 分子水平的研究

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