王文博 劉 品 竇玲玲 王 平 寧 越 惠瑞敏 馮亞龍李愛華 * 張義兵 *

(1.咸陽師范學(xué)院生命科學(xué)系, 咸陽 712000; 2.中國科學(xué)院水生生物研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水養(yǎng)殖病害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢430072; 3.中國科學(xué)院水生生物研究所淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430072)

中國大鯢(Andrias davidianus), 在分類學(xué)上隸屬于兩棲綱Amphibia, 有尾目Caudata, 隱鰓鯢科Cryptobrachidae, 大鯢屬Andrias, 為我國特有物種,俗稱娃娃魚、人魚、孩兒魚、狗魚、腳魚, 是國家二類保護(hù)水生野生動(dòng)物, 也是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和特色農(nóng)業(yè)重點(diǎn)開發(fā)品種[1,2]。大鯢主要分布在黃河流域、長(zhǎng)江流域及珠江水系, 其中陜西秦嶺地區(qū)是中國大鯢的最大產(chǎn)地, 2010年6月, 農(nóng)業(yè)部授予陜西省漢中市“中國大鯢之鄉(xiāng)”稱號(hào)[1]。大鯢經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高, 在美食、保健、醫(yī)藥和觀賞等方面均具有廣泛開發(fā)利用的前景, 因而頗受社會(huì)各界關(guān)注。近年來對(duì)大鯢的科學(xué)研究涉及多個(gè)方面, 包括病癥、病原、免疫應(yīng)答、生理、應(yīng)激反應(yīng)、組織發(fā)育、遺傳與進(jìn)化、保護(hù)與開發(fā)等, 本文對(duì)此進(jìn)行綜述。

1 大鯢疾病

1.1 病癥

按感染病原來分, 可將大鯢病害分為病毒性疾病、細(xì)菌性疾病、真菌性疾病、寄生蟲性疾病。常見的病毒性疾病如由大鯢蛙病毒 (A.davidianus ranavirus, ADRV) 引起的系統(tǒng)性出血病, 能導(dǎo)致大鯢高死亡率[3]。細(xì)菌性疾病有癤瘡病、赤皮病、打印病等。癤瘡病病原為點(diǎn)狀產(chǎn)氣單胞桿菌(Aeromonas punctataf.furunculus), 可引起大鯢背部及肌肉發(fā)炎, 嚴(yán)重時(shí)肌肉組織出血, 繼而壞死、潰瘍[4]; 赤皮病病原為熒光假單胞菌(Pseudomonasfluorescens)[4], 可引起大鯢全身腫脹, 充血發(fā)炎和化膿性潰瘍; 打印病病原為點(diǎn)狀產(chǎn)氣單胞菌點(diǎn)狀亞種(A.punctatasub.punctata)[4], 病灶主要在大鯢軀干部和腹部, 也有全身出現(xiàn)病灶的情況。真菌性疾病主要是水霉病, 病原為水霉(Saprolegniasp.) 和綿霉(Achlyasp.)[4], 在大鯢頭、軀干、尾部寄生有水霉,早期為小白點(diǎn), 隨后可見到棉絮狀菌絲, 造成大鯢游動(dòng)遲緩。寄生蟲性疾病主要有艾美蟲病、車輪蟲病和復(fù)口吸蟲病等。艾美蟲病病原為艾美蟲(Eimeriasp.)[4], 可引起大鯢腹部脹大, 腸穿孔, 腸道化膿, 食欲下降; 車輪蟲病病原為車輪蟲(Trichodinasp.)[4], 主要寄生在大鯢鰓部及皮膚上, 造成其身體消瘦, 游動(dòng)緩慢, 體表充血, 嚴(yán)重時(shí)死亡; 復(fù)口吸蟲病又稱“白內(nèi)障”、“瞎眼病”, 病原為湖北復(fù)口吸蟲(Diplostomulum hupehensis)和倪氏復(fù)口吸蟲(D.neidashui)[4], 可使大鯢發(fā)育過程中水晶體混濁變白, 出現(xiàn)白內(nèi)障和瞎眼的癥狀, 身體失去平衡, 出現(xiàn)抖動(dòng)、盤曲, 最后死亡。一般來說, 不同的病原可引發(fā)不同的癥狀, 從癥狀上可對(duì)病原做出基本判斷, 但有時(shí)不同的病原也可引發(fā)相同或相似的癥狀,如有些病毒和細(xì)菌都能引起大鯢肌肉或組織出血,這就要進(jìn)一步運(yùn)用病理學(xué)、分子生物學(xué)等技術(shù)手段做診斷。

1.2 病原

首先是病毒性病原, 常見的有兩類, 即大鯢蛙病毒(A.davidianus ranavirus)和大鯢虹彩病毒(A.davidianus iridovirus), 報(bào)道較多[5—10]。Yu和 Zhang[6]以中國大鯢胸腺細(xì)胞為材料, 研究了蛙病毒核心基因13R的功能, 結(jié)果表明其編碼一種含有跨膜結(jié)構(gòu)域和限制性內(nèi)切酶結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì), 但其功能還不清楚。Fan等[7]對(duì)感染蛙病毒的中國大鯢進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析, 為研究中國大鯢免疫基因的分子功能提供了重要信息。然而, 像自然界其他病毒一樣,大鯢病毒有時(shí)也會(huì)發(fā)生變異, 為疾病的預(yù)防加大了難度。Meng等[8]從病死的大鯢體內(nèi)分離到一種新型變異病毒, 其結(jié)構(gòu)不同于以往報(bào)道的病毒, 這一方面為研究病毒株的遺傳變異和種群動(dòng)態(tài)提供了素材, 另一方面也對(duì)新型疾病的治療提出了考驗(yàn)。除了體內(nèi)實(shí)驗(yàn), 還有學(xué)者從體外實(shí)驗(yàn)去研究病毒的感染性。Yuan等[10]從中國大鯢中培育了3個(gè)細(xì)胞系, 即胸腺細(xì)胞系(GSTC)、脾細(xì)胞系(GSSC)和腎細(xì)胞系(GSKC), 并對(duì)它們對(duì)野生型和重組型病毒的敏感性進(jìn)行了研究, 結(jié)果表明野生型和重組型病毒均能在細(xì)胞系中復(fù)制, 這為闡明病毒的感染機(jī)制及宿主-病原體相互作用機(jī)制做了鋪墊。其次是細(xì)菌性病原, 種類較病毒更為多樣, 也更為常見。于喆等[11]對(duì)患病大鯢的不同部位進(jìn)行病原分離、培養(yǎng)和純化, 最終得到12株細(xì)菌, 經(jīng)鑒定, 這些菌中的布拉克檸檬酸桿菌(Citrobacter braakii)、嗜水氣單胞菌(A.hydrophila)和洛菲不動(dòng)桿菌(Acinetobacter lwoffi)是主要的致病菌。同樣的, 高正勇等[12]也從病鯢中分離到了弗氏檸檬酸桿菌(C.freundii), 并確定了其致病性。在檢測(cè)方法方面, 凌空等[13]使用四重PCR 法, 不但能鑒定病鯢的致病菌, 還能區(qū)分出強(qiáng)致病菌株、弱致病菌株和非致病菌株。Wu等[14]通過高通量測(cè)序?qū)Υ篥F的腸道和肺部原核生物群落進(jìn)行了揭示和比較, 為進(jìn)一步了解大鯢體內(nèi)微生物種群及其在傳染病中的作用提供了支持。最后是寄生蟲性病原, 這方面報(bào)道不多。Li等[15]從野生中國大鯢糞便中首次分離到兩種纖毛蟲(Balantidium sinensisNie 1935 和B.andianusisn.sp.), 并對(duì)其進(jìn)行了形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)鑒定。

1.3 免疫應(yīng)答

免疫反應(yīng)有特異性和非特異性之分, 后者在抵御病原入侵方面發(fā)揮第一道防線的作用, 因此大鯢免疫應(yīng)答方面的研究多來自非特異性免疫, 而非特異性免疫的效應(yīng)物有很多類, 包括肽聚糖、蛋白酶、溶菌酶、凝集素、干擾素等, 下面分別討論。首先是肽聚糖識(shí)別蛋白PGRP(Peptidoglycan recognition protein), 它能識(shí)別肽聚糖, 在不同動(dòng)物的先天免疫中發(fā)揮著重要作用。Yang等[16]從大鯢體內(nèi)鑒定出一種短型PGRP, 即AdPGRP-sc2, 其基因編碼190個(gè)氨基酸, PCR分析顯示AdPGRP-sc2的mRNA在不同組織中均有表達(dá), AdPGRP-sc2可以作為模式識(shí)別受體(PRR)來識(shí)別入侵微生物, 起到非特異性抗菌作用。其次是蛋白酶。Wang等[17]研究表明, 大鯢組織蛋白酶C(Cathepsin C, CTSC) 全長(zhǎng)cDNA含有463個(gè)氨基酸, 大鯢CTSCmRNA在所有受檢組織中均有組成性表達(dá), 表達(dá)水平差異顯著,在腸中的表達(dá)最高, 其次是胃、脾、肺和腦, 在嗜水氣單胞菌感染12h后, 大鯢肺、脾、腦、腎、心臟、胃和皮膚等組織的CTSC均顯著上調(diào), 表明其參與了免疫應(yīng)答。再次是溶菌酶, 體內(nèi)非常重要的一類非特異性免疫因子, 可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁而使其致死, 在保護(hù)機(jī)體方面發(fā)揮著顯著作用。大鯢對(duì)入侵病原菌產(chǎn)生免疫應(yīng)答的標(biāo)志之一就是體內(nèi)溶菌酶水平升高。Yang等[18]鑒定出一種大鯢c型和g型溶菌酶, 與其他物種的溶菌酶具有高度保守的結(jié)構(gòu)特征, 當(dāng)嗜水氣單胞菌感染大鯢肝臟和脾臟后,c型和g型溶菌酶的轉(zhuǎn)錄水平都迅速上調(diào), 表明它們?cè)诘谝粫r(shí)間參與了免疫應(yīng)答。還有一類被稱為半乳糖凝集素(Galectins)的效應(yīng)物, 是一種多功能蛋白, 在細(xì)胞黏附與凋亡、炎癥、腫瘤發(fā)生和免疫應(yīng)答等方面發(fā)揮著重要作用。Yang等[19]對(duì)中國大鯢體內(nèi)一種Galectin(AdGal1)進(jìn)行了鑒定, 并對(duì)其在免疫應(yīng)答中的作用進(jìn)行了研究, 證實(shí)AdGal1是一個(gè)重要的模式識(shí)別受體, 可以識(shí)別大鯢先天免疫系統(tǒng)中的不同微生物, 包括對(duì)兩棲動(dòng)物種群最具破壞性的病原體——嗜水氣單胞菌(A.hydrophila)[20]。最后是Ⅰ型干擾素, 主要針對(duì)病毒, 在大鯢抗病毒感染的第一道防線中起著重要作用[21]。以上的報(bào)道都是由病原活體介導(dǎo)的免疫應(yīng)答, 其實(shí)滅活的病原體一樣可以激活大鯢免疫應(yīng)答。Liu等[22]報(bào)道大鯢體內(nèi)導(dǎo)入β-丙內(nèi)酯滅活的虹彩病毒后, 分別檢測(cè)紅、白細(xì)胞計(jì)數(shù)及分類、吞噬活性、中和抗體滴定、免疫相關(guān)基因表達(dá)及相對(duì)存活率等指標(biāo), 結(jié)果表明滅活的虹彩病毒一樣能誘導(dǎo)大鯢產(chǎn)生顯著的非特異性和特異性免疫應(yīng)答。

2 大鯢生理與發(fā)育

2.1 大鯢生理

中國大鯢具有長(zhǎng)壽、耐寒和皮膚呼吸的特性,因此被認(rèn)為是研究局部適應(yīng)進(jìn)化的理想模型, 近年來圍繞大鯢生理開展了很多工作, 如生長(zhǎng)、耐受性、性別決定、發(fā)育、免疫應(yīng)答、放電、繁殖、抗性等, 有些研究闡明了大鯢生理的發(fā)生機(jī)制, 有些內(nèi)在機(jī)理還不清楚, 有待進(jìn)一步深入研究。Geng等[23]比較了特定基因在大鯢皮膚組織不同部位的表達(dá)情況, 為研究大鯢長(zhǎng)壽和饑餓耐受等生理特性提供了新的視角, 也為進(jìn)一步研究?jī)蓷珓?dòng)物生理適應(yīng)性的分子機(jī)制提供了依據(jù)。Hu等[24,25]使用限制性位點(diǎn)相關(guān)測(cè)序方法鑒定了大鯢性別特異性遺傳標(biāo)記, 這是第一次對(duì)大鯢性別特異性標(biāo)記的報(bào)道, 對(duì)闡明大鯢性別決定機(jī)制、提高育種技術(shù)和性別控制具有重要意義。另外, 大鯢miRNAs具有廣泛的生理調(diào)控功能, 包括新陳代謝、生長(zhǎng)、發(fā)育和免疫反應(yīng)[26,27]。大鯢還有一些奇特的生理現(xiàn)象, 如偶有類似于弱電鯰(Polypterus和Protopterus)的放電現(xiàn)象[28], 但其機(jī)理尚不清楚。眾所周知, 卵黃生成素(Vitellogenin, VTG)是卵黃蛋白的主要前體, 能將多種成分轉(zhuǎn)運(yùn)到卵母細(xì)胞中, 被認(rèn)為是卵黃動(dòng)物繁殖的潛在標(biāo)志。Tian等[29]克隆了大鯢一個(gè)全長(zhǎng)VTG cDNA, 并對(duì)其進(jìn)行了鑒定, 這有助于闡明VTG在脊椎動(dòng)物中的演變過程。由于大鯢可以靠體表呼吸, 因此大鯢皮膚也常常是研究生理功能的好材料。楊慧等[30]通過酶法和堿溶酸沉法提取了大鯢的皮膚黑色素, 探討了其成分及抗氧化活性,結(jié)果顯示, 大鯢皮膚黑色素由真黑色素與脫黑色素兩種色素組成, 其對(duì)超氧陰離子自由基清除率是30.51%, 對(duì)羥基自由基清除率是54.17%, 表明大鯢皮膚黑色素具備一定的體外抗氧化能力。此外, 郭永燦等[31]對(duì)大鯢的生殖生理方面做過專門的綜述,包括大鯢生殖系統(tǒng)、大鯢的性成熟、大鯢的雌雄鑒別、性腺的結(jié)構(gòu)與分期、大鯢輸卵管、輸精管的組織結(jié)構(gòu)及其發(fā)育變化、大鯢精子存活情況與受精過程、腦垂體的結(jié)構(gòu)、大鯢生殖期間的生化變化等, 為深入研究大鯢生殖生理提供了基礎(chǔ)。

2.2 應(yīng)激反應(yīng)

當(dāng)機(jī)體受到環(huán)境因子刺激, 會(huì)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)(Stress response), 伴隨一系列生理變化, 大鯢這方面研究相對(duì)較少。Wang等[32]將大鯢暴露于30℃的高溫環(huán)境中不同時(shí)間(0、3h、6h、12h、24h、48h和72h), 觀察了熱脅迫對(duì)大鯢肝臟丙二醛(MDA)濃度、乳酸脫氫酶(LDH)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)和超氧化物歧化酶(SOD)活性、肝臟組織學(xué)變化的影響, 結(jié)果表明, 熱脅迫不但可引起大鯢細(xì)胞損傷和氧化損傷,還可引起大鯢肝細(xì)胞異常、脂肪堆積和肝細(xì)胞、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞核的超微結(jié)構(gòu)改變。另外, 錢璟等[33]研究表明, 大鯢幼體受銅離子脅迫后, 幼體出現(xiàn)行為異常, 并且體表大量分泌黏液, 膀胱膨大, 肝臟和胰臟受損, 表現(xiàn)出一定的毒性效應(yīng)。魚類的應(yīng)激反應(yīng)研究較多, 一般認(rèn)為, 環(huán)境脅迫和魚體神經(jīng)內(nèi)分泌有著廣泛聯(lián)系, 而丘腦下部-垂體-腎間組織軸(Hypothalamus-Pituitary-Interrenal, HPI)在這種聯(lián)系中占有主導(dǎo)地位。魚體的應(yīng)激反應(yīng)首先是其下丘腦產(chǎn)生皮質(zhì)固醇釋放因子(Corticotropin releasing factor, CRF), 傳給腦垂體, 腦垂體受CRF刺激, 分泌促腎上腺皮質(zhì)激素(Adrenocorticotropic hormone,ACTH), 再傳遞給腎間組織, 最后腎間組織產(chǎn)生皮質(zhì)醇為主的皮質(zhì)類固醇, 釋放到血液中去, 從而產(chǎn)生生理效應(yīng)[34]。大鯢應(yīng)激反應(yīng)是否也存在類似的傳導(dǎo)途徑, 目前還未見報(bào)道, 有待探索。

2.3 組織發(fā)育

Rag1和Rag2是未成熟淋巴細(xì)胞抗原受體重組所需的兩個(gè)緊密相連的基因, 其表達(dá)可作為識(shí)別淋巴細(xì)胞組織的標(biāo)志[35]。Jiang等[35]為研究大鯢淋巴組織的發(fā)育, 克隆并鑒定了大鯢Rag1和Rag2的編碼序列, 實(shí)驗(yàn)表明, Rag1和Rag2在14個(gè)月齡以前的胸腺中都有較高的轉(zhuǎn)錄水平, 而脾、肝和腎在發(fā)育的各個(gè)階段都較低。同時(shí), 在大鯢幼年和成年的胸腺、脾、肝和腎中都檢測(cè)到了Rag1、Rag2、Tcrβ和IgY的顯著轉(zhuǎn)錄信號(hào), 表明大鯢的多個(gè)組織中存在淋巴細(xì)胞系細(xì)胞, 這意味著淋巴生成可能發(fā)生在這些組織中[35]。另外, 胸腺的組織形態(tài)學(xué)表明, 隨著大鯢胸腺細(xì)胞從幼年到成年, 分枝狀胸腺原基發(fā)育為成熟器官。這些結(jié)果不僅證實(shí)了胸腺和脾是原始的淋巴細(xì)胞生成器官, 而且提示肝臟和腎是大鯢淋巴細(xì)胞的分化場(chǎng)所[35]。

3 大鯢遺傳與進(jìn)化

3.1 大鯢遺傳

大鯢遺傳學(xué)是近些年研究的熱門之一, 對(duì)野生大鯢的保護(hù)工作具有指導(dǎo)意義。大鯢遺傳學(xué)常用到的研究方法有微衛(wèi)星標(biāo)記法、同工酶法和線粒體測(cè)序法。Meng等[36]對(duì)野生和養(yǎng)殖大鯢群體的11個(gè)微衛(wèi)星多態(tài)位點(diǎn)進(jìn)行了鑒定, 結(jié)果表明, 野生群體中的等位基因比養(yǎng)殖群體多, 2個(gè)群體的雜合度均大于0.553。這說明養(yǎng)殖群體的遺傳多樣性低于野生群體, 可能是由于人工育種中的近親繁殖所致。此外, 同工酶和線粒體基因測(cè)序也是分析種群遺傳的重要手段。Murphy等[37]利用同工酶電泳和線粒體DNA(mtDNA)序列分析了大鯢6個(gè)種群間的遺傳差異, 對(duì)所有種群的40個(gè)同工酶基因座進(jìn)行了解析, 群體間的遺傳分化程度與其他兩棲動(dòng)物相當(dāng),mtDNA序列顯示黃山種群與其他種群有明顯的差異, 表明黃山種群存在著局部分化。同樣, Matsui等[38]利用線粒體基因研究了日本大鯢(A.japonicus)和中國大鯢(A.davidianus)27個(gè)群體46個(gè)樣本的種群遺傳關(guān)系。結(jié)果顯示, 中國大鯢的遺傳分化程度較大, 而日本大鯢的非常小。究其原因, 主要是由于中國大鯢存在人工遷徙, 基因擾動(dòng)大, 而日本大鯢生活的水域環(huán)境較為穩(wěn)定, 種群遺傳波動(dòng)較小。近年, 也有學(xué)者從種群遺傳學(xué)角度探索野生中國大鯢的種群數(shù)量, 如Langin[39]分析了70只野生大鯢和1034只養(yǎng)殖場(chǎng)飼養(yǎng)的大鯢的DNA, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 野生個(gè)體可以分為5個(gè)截然不同的基因群, 它們?cè)?00萬到1000萬年前彼此分離, 所有這些種群在野外都處于極度瀕危狀態(tài)。Yan等[40]的研究也支持了以上結(jié)果, 其認(rèn)為中國大鯢至少由5 個(gè)種群組成,多則8個(gè), 物種分化時(shí)間約為幾百萬年以前, 而養(yǎng)殖大鯢中約有78%屬于“陜西種”。那么, 這些野生種群是如何形成的, 它們的遺傳結(jié)構(gòu)和地理分區(qū)有無關(guān)系？大鯢主要分布在長(zhǎng)江流域、黃河流域和珠江流域, 這3個(gè)區(qū)域的野生大鯢是否來源于同一祖先？它們之間的遺傳距離是多少？地理區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間的遺傳變異率是多少？Tao等[41]對(duì)這些問題進(jìn)行了研究, 其結(jié)論表明遺傳變異是由地理分區(qū)造成的, 并且主要發(fā)生在一定的地理區(qū)域內(nèi)。總的來說, 大鯢種群遺傳學(xué)的研究成果為明晰野生大鯢的遺傳背景, 開展種質(zhì)資源的針對(duì)性保護(hù)工作提供了十分有益的借鑒。

3.2 大鯢進(jìn)化

在恐龍出現(xiàn)之前, 地球上最高級(jí)的掠食者之一是生活在泛大陸熱帶地區(qū)的蠑螈狀兩棲動(dòng)物, 體長(zhǎng)2 m左右, 比人還大, 但是其四肢細(xì)長(zhǎng), 不足以長(zhǎng)時(shí)間支撐它們的軀體, 因此大部分時(shí)間都待在水里,以魚為食, 它們就是大鯢的遠(yuǎn)祖[42]。隨著地殼運(yùn)動(dòng),滄海變桑田, 古生物的生活環(huán)境發(fā)生了巨大變化,經(jīng)過億萬年的演化, 它們?cè)隗w型上逐漸變小, 并且由于長(zhǎng)期處于干涸環(huán)境而對(duì)陸地生活有了一定適應(yīng)能力, 終于進(jìn)化為現(xiàn)在的大鯢物種?；诖篥F進(jìn)化過程的特殊性, 常被用作物種進(jìn)化研究的材料,研究方法主要有形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)。從形態(tài)學(xué)上來看, 大鯢具有頭部、軀干部、尾部及附肢, 可以在水中生活也可以在陸地生活, 是從水生脊椎動(dòng)物向陸生脊椎動(dòng)物過渡的中間類群, 屬于兩棲類動(dòng)物。但是在過去, 大鯢屬于兩棲類哪個(gè)科, 具體的進(jìn)化分類地位還存在著小的分歧?；趥鹘y(tǒng)形態(tài)學(xué)的研究, 有人認(rèn)為大鯢屬于隱鰓鯢科(Cryptobranchidae)里最原始的一支[43], 但也有人認(rèn)為大鯢與小鯢科和蠑螈科親緣關(guān)系較遠(yuǎn), 從進(jìn)化過程來看, 有可能是獨(dú)立分化的一支[44], 應(yīng)該歸為無肺螈科(Plethodontidae) 或鈍口螈科 (Ambystomatidae)[45],目前學(xué)界主流認(rèn)為大鯢屬于隱鰓鯢科(Cryptobranchidae)[1,2]。隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的運(yùn)用, 極大豐富了大鯢系統(tǒng)進(jìn)化的研究, 人們對(duì)大鯢基因組進(jìn)行了測(cè)序, 并與另外的脊椎動(dòng)物基因組比對(duì), 分析其系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系, 這方面報(bào)道較多。Wang等[46]對(duì)大鯢的16個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)進(jìn)行了分離與鑒定, 為大鯢基因組學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。Huang等[47]利用RNAseq技術(shù)獲得了大鯢的轉(zhuǎn)錄本, 并對(duì)其進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析, 該研究為大鯢的基因組學(xué)和系統(tǒng)進(jìn)化分析奠定了基礎(chǔ)。Qi等[48]克隆了3個(gè)大鯢組織的蛋白酶基因(adCTSH、adCTSL和adCTSS), 它們與其他脊椎動(dòng)物的組織蛋白酶具有較高的同源性(48%—67.8%)。類似地, Zhang等[49]采用聚合酶鏈反應(yīng)(LA-PCR)分析了中國大鯢線粒體基因組, 也表明與大多數(shù)脊椎動(dòng)物的序列相同。這些分子生物學(xué)技術(shù)成果較之形態(tài)學(xué), 更加精準(zhǔn), 具有說服力, 有助于深入研究大鯢的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系。

4 大鯢保護(hù)與開發(fā)

4.1 大鯢保護(hù)

中國大鯢是我國特有物種, 也是瀕危動(dòng)物, 十分珍稀, 盡管如此, 人為捕獵大鯢現(xiàn)象仍然時(shí)有發(fā)生, 對(duì)大鯢棲息地環(huán)境的破壞也屢禁不止, 因此對(duì)野生大鯢的資源保護(hù)工作刻不容緩。張家界山區(qū)是大鯢自然適生地, 王崇瑞等[50]采用大型無脊椎動(dòng)物生態(tài)群落特征對(duì)張家界大鯢自然棲息地進(jìn)行了環(huán)評(píng), 認(rèn)為總體生態(tài)環(huán)境較好, 但有些大鯢棲息河段生境存在人為破壞。因此, 相關(guān)部門應(yīng)該加大保護(hù)力度, 通過對(duì)大型無脊椎動(dòng)物的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià), 更有效的保護(hù)張家界大鯢國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境。然而, 在保護(hù)策略方面, 之前的舉措, 如對(duì)遺傳背景不清的大鯢大規(guī)模放生, 可能會(huì)擾亂野生種群基因, 帶來生態(tài)風(fēng)險(xiǎn), 對(duì)大鯢野生物種的保護(hù)產(chǎn)生負(fù)面影響[51,52]。因此, 不應(yīng)盲目放流大鯢, 而應(yīng)當(dāng)控制規(guī)模, 考慮環(huán)境容納量, 如大鯢生存所需的隱蔽場(chǎng)所、食物資源以及繁殖洞穴等因子。還應(yīng)對(duì)野生大鯢進(jìn)行標(biāo)記, 確認(rèn)其遺傳背景, 可將同一地理種群的個(gè)體融入當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖場(chǎng), 加強(qiáng)遺傳管理,建立背景清晰, 身體健康的當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖種群, 再將成年后代放歸自然。養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的遺傳管理若不到位,也可能造成物種的退化。Yan等[53]發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的大鯢個(gè)體在養(yǎng)殖場(chǎng)之間的遷移, 導(dǎo)致了其基因的同質(zhì)化, 這種遺傳背景不清的保護(hù)策略可能會(huì)消除本土種群進(jìn)化的獨(dú)特性, 并通過基因同質(zhì)化來加速其滅絕。因此, 中國大鯢和其他高度瀕危物種的保護(hù)策略亟待更新, 應(yīng)對(duì)所有受威脅的種群進(jìn)行群體遺傳學(xué)研究, 建立遺傳學(xué)檔案。我們知道, 世界上大鯢有3個(gè)種, 另外2個(gè)是美國大鯢(Cryptobranchus alleganiensis)和日本大鯢(A.japonicus)。在美國基本沒有人工養(yǎng)殖的大鯢, 對(duì)大鯢的研究更多的是如何開展野外保護(hù)和救援工作[54]。日本對(duì)大鯢的政策是,無論野生還是人工養(yǎng)殖, 都予以保護(hù), 不允許買賣[55],這點(diǎn)與我國有所不同。在我國野生大鯢為二級(jí)保護(hù)動(dòng)物, 為了保護(hù)其種群數(shù)量, 只有人工養(yǎng)殖的子二代大鯢才可以交易, 而野生和養(yǎng)殖大鯢從外觀上很難區(qū)分, 這就存在著保護(hù)和交易的矛盾。因此,Lu等[56]認(rèn)為如何平衡大鯢的保護(hù)與利用是其未來發(fā)展的關(guān)鍵, 政府應(yīng)協(xié)調(diào)對(duì)商業(yè)市場(chǎng)的持續(xù)監(jiān)管,停止在保護(hù)區(qū)內(nèi)或附近的商業(yè)性養(yǎng)殖, 停止偷獵,發(fā)展生態(tài)旅游來增強(qiáng)人們的保護(hù)意識(shí)。此外, 還應(yīng)完善大鯢的溯源體系[57], 對(duì)人工養(yǎng)殖的親本、子一代、子二代成體和亞成體植入電子芯片, 并將芯片信息予以公布, 這樣才有利于溯源, 判定交易對(duì)象是否為人工養(yǎng)殖子二代, 從而更好地落實(shí)“在保護(hù)中開發(fā)、在開發(fā)中保護(hù)”的管理措施, 從根本上杜絕對(duì)野生大鯢的人為捕殺, 切實(shí)保護(hù)好野生大鯢資源。

4.2 大鯢產(chǎn)品

野生大鯢是要重點(diǎn)加強(qiáng)保護(hù)的對(duì)象, 因此, 大鯢產(chǎn)品都是針對(duì)養(yǎng)殖大鯢而言的。大鯢肌肉中含有70多種天然活性物質(zhì), 能促進(jìn)人體生理活動(dòng), 改善生理代謝, 促進(jìn)蛋白質(zhì)合成, 調(diào)節(jié)人體免疫功能,增強(qiáng)人體抗病能力。大鯢的肝臟、黏液、皮膚、脂肪和軟骨等器官也富含多種生物活性物質(zhì), 如膠原蛋白、糖蛋白、生物活性肽、金屬硫蛋白和蛙皮素等。因此, 大鯢具有巨大的商業(yè)潛在價(jià)值, 被廣泛開發(fā)為食品、藥品和保健品[2,58]。用大鯢開發(fā)的食品, 具有益氣養(yǎng)血及益智的功效, 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高。用大鯢皮膚、肌肉、黏液和骨骼等開發(fā)的中藥, 對(duì)燒傷燙傷、神經(jīng)衰弱、貧血、霍亂和痢疾等也有療效, 如將大鯢皮粉與桐油配伍, 是治療燒傷燙傷的特效藥。此外, 由于大鯢的肌肉蛋白質(zhì)氨基酸組成較全面, 必需氨基酸和鮮味氨基酸含量較高,不飽和脂肪酸含量豐富, 肌肉中富含鋅, 軟骨中富含鈣, 因此大鯢也被制成多種保健品, 補(bǔ)充人體所需氨基酸及微量元素。

5 展望

綜上可以看出, 圍繞大鯢從不同角度所展開的研究非常豐富。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的運(yùn)用, 無論是對(duì)大鯢疾病的研究, 還是對(duì)大鯢生理發(fā)育和遺傳進(jìn)化的研究, 都已經(jīng)從表征深入到機(jī)理方面, 從形態(tài)深入到基因水平。從近年的研究成果來看, 不同于早期的研究, 大鯢的基因組學(xué)研究報(bào)道較多。通過研究大鯢基因組的結(jié)構(gòu)、功能、進(jìn)化及定位和編輯等, 可深入探究其對(duì)大鯢生理、生長(zhǎng)、繁殖和發(fā)育等諸多方面的影響。還可對(duì)大鯢基因進(jìn)行整體表征、定量分析及對(duì)不同基因組進(jìn)行比較, 研究基因組內(nèi)的一些現(xiàn)象, 如上位調(diào)控效應(yīng)(一個(gè)基因?qū)α硪粋€(gè)基因的影響)、多效性(一個(gè)基因調(diào)控多個(gè)性狀)及基因組內(nèi)的基因座和等位基因之間的相互關(guān)系等, 這為解釋大鯢各種生理反應(yīng)和表型特征提供了理論基礎(chǔ)。另外, 通過基因組學(xué)技術(shù), 將大鯢與別的脊椎動(dòng)物基因組編碼蛋白序列比對(duì), 可分析其遺傳和系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系, 為大鯢野生資源保護(hù)工作提供依據(jù)。因此, 大鯢基因水平的研究仍是未來研究的熱點(diǎn)和趨勢(shì), 其成果將為日后的更深層的探究奠定基礎(chǔ)。