鲟鱼分子鉴定方法的整合应用
牛晓锋, 王晓梅, 张研, 赵志鹏, 樊恩源
生物多样性
2022, 30 ( 6):
22034-.
DOI: 10.17520/biods.2022034
鲟形目物种是国家重点保护水生野生动物和CITES附录物种。其人工养殖种群数量众多, 种类丰富, 产品贸易量大, 但种类鉴定困难。本文在厘清当前鲟鱼商业类群的基础上, 通过分析现有种类鉴定方法, 整合了线粒体DNA遗传分析、SNP分析和微卫星DNA分析的鉴定方法, 探讨其鉴定国际贸易所涉鲟鱼的可行性。结果表明: 上述3种方法整合应用可在11种纯种鲟鱼及其正反杂交产生的杂交鲟范围内进行盲检。当前共有贸易鲟鱼36种, 其中杂交鲟14种, 杂交鲟的亲本共涉及9种鲟鱼。整合方法可准确鉴定小体鲟(Acipenser ruthenus)、达氏鳇(Huso dauricus)、施氏鲟(Acipenser schrenckii)、欧洲鳇(Huso huso)、闪光鲟(Acipenser stellatus)、高首鲟(A. transmontanus)两两杂交所产生的杂交鲟, 小体鲟为母本与纳氏鲟(Acipenser naccarii)或富氏鲟(A. fulvescens)或中华鲟(A. sinensis)产生的杂交鲟, 纯种的达氏鳇、高首鲟、富氏鲟和中华鲟, 但无法准确鉴定纯种的西伯利亚鲟(Acipenser baerii)和俄罗斯鲟(A. gueldenstaedti)以及父母本涉及此两种鲟鱼的杂交鲟。由于已开发的分子标记仍有限, 上述结果是对当前CITES贸易所涉鲟鱼鉴定的最大范围, 可以满足一些鲟鱼野生种群保护、贸易产品检测、种质资源管理等情景下的鉴定需求。
种类a
Species | 拉丁名
Latin name | 鉴定可行性b
Identification feasibility | 备注
Comment | | 西伯利亚鲟(BAE) | Acipenser baerii | N | 缺乏可用于种类鉴定的基因标记 Lack of markers for species identification | 西伯利亚鲟 × 俄罗斯鲟
(BAE × GUE) | Acipenser baerii
× Acipenser gueldenstaedtii | N | 缺乏可用于种类鉴定的基因标记 Lack of markers for species identification | 西伯利亚鲟 × 纳氏鲟
(BAE × NAC) | Acipenser baerii
× Acipenser naccarii | N | 正反杂交种均不可鉴定, 但贸易中实际为NAC♀ × BAE♂ Reciprocal hybrids cannot be identified, but in trade it is NAC♀ × BAE♂ | 西伯利亚鲟 × 施氏鲟
(BAE × SCH) | Acipenser baerii
× Acipenser schrenckii | N | 正反杂交种均不可鉴定 Reciprocal hybrids cannot be identified | 西伯利亚鲟 × 小体鲟
(BAE × RUT) | Acipenser baerii
× Acipenser ruthenus | N | 正反杂交种均不可鉴定 Reciprocal hybrids cannot be identified | | 俄罗斯鲟(GUE) | Acipenser gueldenstaedtii | N | 缺乏可用于种类鉴定的基因标记 Lack of markers for species identification | 俄罗斯鲟 × 西伯利亚鲟
(GUE × BAE) | Acipenser gueldenstaedtii
× Acipenser baerii | N | 缺乏可用于种类鉴定的基因标记 Lack of markers for species identification | 俄罗斯鲟 × 闪光鲟
(GUE × STE) | Acipenser gueldenstaedtii
× Acipenser stellatus | N | 正反杂交种均不可鉴定 Reciprocal hybrids cannot be identified | | 纳氏鲟(NAC) | Acipenser naccarii | N | 无法区分NAC和NAC × BAE、NAC × GUE NAC, NAC × BAE and NAC × GUE could not be distinguished | 纳氏鲟 × 俄罗斯鲟
(NAC × GUE) | Acipenser naccarii
× Acipenser gueldenstaedtii | N | 正反杂交种均不可鉴定 Reciprocal hybrids cannot be identified | | 小体鲟(RUT) | Acipenser ruthenus | N | 无法区分RUT和RUT × BAE
RUT and RUT × BAE could not be distinguished | 小体鲟 × 欧洲鳇
(RUT × HUS) | Acipenser ruthenus
× Huso huso | Y | 正反杂交均可鉴定, 但贸易中实际为HUS♀ × RUT♂ Both positive and negative hybrids could be identified, but in trade it is HUS♀ × RUT♂ | | 施氏鲟(SCH) | Acipenser schrenckii | N | 无法区分SCH和SCH × BAE SCH and SCH × BAE could not be distinguished | | 闪光鲟(STE) | Acipenser stellatus | N | 无法区分STE和STE × GUE STE and STE × GUE could not be distinguished | | 高首鲟(TRA) | Acipenser transmontanus | Y | 尽管贸易中没有TRA × BAE、TRA × GUE, 但无法区分TRA与两种杂交鲟, 仅可在现有贸易情况下判定其为纯种TRA TRA, TRA × BAE and TRA × GUE could not be distinguished although the two hybrids did not exist in trade, so TRA only be considered pure under the current trade conditions | 高首鲟 × 欧洲鳇
(TRA × HUS) | Acipenser transmontanus
× Huso huso | Y | 正反杂交均可鉴定 Reciprocal hybrids could be identified | | 达氏鳇(DAU) | Huso dauricus | Y | 尽管贸易中没有DAU × BAE、DAU × GUE, 但无法区分DAU与两种杂交鲟, 仅可在现有贸易情况下判定其为纯种DAU DAU, DAU × BAE and DAU × GUE could not be distinguished although the two hybrids did not exist in trade, so DAU only be considered pure under the current trade conditions | 达氏鳇 × 施氏鲟
(DAU × SCH) | Huso dauricus
× Acipenser schrenckii | Y | 正反杂交均可鉴定, 但贸易中实际为DAU♀ × SCH♂ Reciprocal hybrids could be identified, but in trade it is DAU♀ × SCH♂ | | 欧洲鳇(HUS) | Huso huso | N | 无法区分HUS和HUS × BAE HUS and HUS × BAE could not be distinguished | 欧洲鳇 × 纳氏鲟
(HUS × NAC) | Huso huso
× Acipenser naccarii | Y | 正反杂交种均可鉴定 Reciprocal hybrids could be identified | 欧洲鳇 × 西伯利亚鲟
(HUS × BAE) | Huso huso
× Acipenser baerii | N | 正反杂交种均不可鉴定 Reciprocal hybrids can not be identified | 欧洲鳇 × 施氏鲟
(HUS × SCH) | Huso huso
× Acioenser schrenckii | Y | 正反杂交种均可鉴定 Reciprocal hybrids could be identified | 欧洲鳇 × 闪光鲟
(HUS × STE) | Huso huso
× Acipenser stellatus | Y | 正反杂交种均可鉴定 Reciprocal hybrids could be identified | | 富氏鲟(FUL) | Acipenser fulvescens | Y | 尽管贸易中没有FUL × BAE、FUL × GUE、FUL × RUT, 但无法区分FUL与三种杂交鲟, 仅可在现有贸易情况下判定其为纯种FUL FUL, FUL × BAE, FUL × GUE and FUL × RUT could not be distinguished although the three hybrids did not exist in trade, so FUL only be considered pure under the current trade conditions | | 中华鲟(SIN) | Acipenser sinensis | Y | 尽管贸易中没有SIN × BAE、SIN × GUE、SIN × RUT, 但无法区分SIN与三种杂交鲟, 仅可在现有贸易情况下判定其为纯种SIN SIN, SIN × BAE, SIN × GUE and SIN × RUT could not be distinguished although the three hybrids did not exist in trade, so SIN only be considered pure under the current trade conditions | | 尖吻鲟(OXY) | Acipenser oxyrhynchus | Y | 贸易中暂无其杂交鲟, 仅可通过现有引物扩增判断其是否与11种鲟鱼中除BAE和GUE之外的种类杂交产生杂交鲟; 仅可在现有贸易情况下判定其为纯种 These species have not produced hybrid sturgeon at present, and the existing primers can only judge whether these species produce hybrid sturgeon with other species except BAE and GUE among the 11 sturgeon species. So these species can only be considered pure under current trade conditions | | 铲鲟(PLA) | Scaphirhynchus platorynchus | Y | | 匙吻鲟(SPA) | Polyodon spathula | Y | | 短吻鲟(BRE) | Acipenser brevirostrum | Y | | 波斯鲟(PER) | Acipenser persicus | Y | | 中吻鲟(MED) | Acipenser medirostris | Y | | 大西洋鲟(STU) | Acipenser sturio | Y | | 裸腹鲟(NUD) | Acipenser nudiventris | Y | | 白铲鲟(ALB) | Scaphirhynchus albus | Y | | 太平洋鲟(MIK) | Acipenser mikadoi | Y | | 阿姆河大拟铲鲟(KAU) | Pseudoscaphirhynchus kaufmanni | Y |
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表1
贸易鲟鱼种类及鉴定可行性
正文中引用本图/表的段落
当前贸易中共有36种鲟鱼, 其中杂交鲟14种。杂交鲟亲本共涉及9种鲟鱼(以下简称9种鲟鱼) (图1), 包括俄罗斯鲟、西伯利亚鲟、闪光鲟、纳氏鲟、小体鲟、施氏鲟、欧洲鳇、达氏鳇和高首鲟。西伯利亚鲟和俄罗斯鲟是杂交鲟最常见的亲本物种, 共有8种杂交鲟的亲本涉及此两个物种(表1)。由于CITES数据库未标注杂交鲟亲本的雌雄性, 本文默认其可能存在正交和反交两种杂交类型。
通过上述3种方法的整合应用(以下简称整合方法), 在121种鲟鱼中(图3), 共可准确鉴定69种杂交鲟, 而两类杂交鲟无法准确鉴定。一是亲本涉及西伯利亚鲟或俄罗斯鲟的杂交鲟(共38种), 此类杂交鲟仅可将种类范围确定至西伯利亚鲟或俄罗斯鲟与9种鲟鱼中其余物种的杂交鲟, 二是母本为中华鲟、富氏鲟或纳氏鲟, 父本为小体鲟的杂交鲟(共3种, 目前尚不存在此类杂交鲟)。在现有的14种杂交鲟中, 小体鲟 × 欧洲鳇、高首鲟 × 欧洲鳇、达氏鳇 × 施氏鲟、欧洲鳇 × 纳氏鲟、欧洲鳇 × 施氏鲟、欧洲鳇 × 闪光鲟共6种杂交鲟的正反杂交类型均可准确鉴定; 其余8种杂交鲟的亲本涉及西伯利亚鲟或俄罗斯鲟, 仅可鉴定至一定范围而无法准确确定亲本种类(表1)。
对于纯种鲟鱼的鉴定, 若该种类未与西伯利亚鲟或俄罗斯鲟作父本产生杂交鲟, 则可依据所有引物均未扩增出目的条带而判定为纯种鲟鱼。其中, 纯种的达氏鳇、高首鲟、富氏鲟和中华鲟在当前贸易背景下可被准确鉴定; 纯种的纳氏鲟、施氏鲟、小体鲟、欧洲鳇、闪光鲟、俄罗斯鲟和西伯利亚鲟, 因无法区分纯种和其与西伯利亚鲟或俄罗斯鲟为父本的杂交鲟, 故无法被准确鉴定。对于贸易中未产生杂交鲟的物种, 在默认其为纯种的前提下, 可通过mtDNA遗传分析鉴定其种类(表1)。
本文的其它图/表
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