ОНТОГЕНЕЗ, 2004, том 35, № 5, с. 375-386
ГЕНЕТИКА РАЗВИТИЯ
УДК 591.9:576.312.3:577.8:597.554
РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТРИПЛОИДНЫХ САМЦОВ СЕРЕБРЯНОГО КАРАСЯ ИЗ АЗОВСКОГО БАССЕЙНА1
© 2004 г. М. И. Абраменко, Е. В. Надтока*, М. А. Махоткин*, О. В. Кравченко, Т. Г. Полтавцева
НИИ биологии Ростовского госуниверситета 344090 Ростов-на-Дону, пр-т Стачки, д. 194/1 *Биолого-почвенный факультет Ростовского госуниверситета 344006 Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, д. 105. Е3-таИ: mabramenko@mail.ru Поступила в редакцию 22.01.01 г.
Окончательный вариант получен 17.12.03 г.
За период исследований 1995-2000 гг. однополо-двуполых популяций серебряного карася Сагаззи аигаи 21Ъе11о Азовского бассейна были обнаружены триплоидные самцы, составлявшие в среднем 2.5% от общей численности обследованных в различные годы выборок. Размеры площадей ядер эритроцитов триплоидных самцов в среднем в 1.35 раз больше, чем у диплоидных. При одинаковой оптической плотности ДНК размеры головок в зрелых сперматозоидах триплоидных самцов по данным, полученных летом 1996 г., были в среднем в 1.8 раз меньше, чем у диплоидных самцов. При проведении аналогичных обследований в 1997-1999 гг. в весенний период естественной нерестовой активности диаметры головок сперматозоидов триплоидных самцов, наоборот, были в среднем в 1.5 раза больше, чем у диплоидных. У триплоидных самцов С. а. 21ЪеЫо наблюдается мозаичность по размерам сперматозоидов, а также хромосомный мозаицизм в соматических клетках. Электро-форетический анализ по локусу трансферрина подтвердил триплоидный статус у данной генетической группы. Результаты сравнительных скрещиваний серебряных карасей различной плоидности указывают на высокую оплодотворяющую способность триплоидных самцов, а также на нормальную жизнеспособность полученных потомств. Обнаружена четкая положительная корреляционная зависимость (г = 0.73) между численностью триплоидных самок и триплоидных самцов в смешанных ди-триплоидных популяциях. Между представителями диплоидной и триплоидной форм С. а. 21ЪеЫо (самками и самцами) значимая корреляционная зависимость не наблюдается.
Ключевые слова: карась, триплоидные самцы, распространение, эритроциты, сперматозоиды, хромосомы, мозаичность, трансферрины, скрещивание, корреляция.
Серебряный карась Сагаззи аигаЛт gibelio представлен морфологически неразличимыми однополой гиногенетической и двуполой формами (Головинская и др., 1965). По данным литературы (Черфас, 1966 а, б, 1987), в европейских популяциях однополая форма С. а. gibelio является триплоидной (3п = 135-160), а бисексуальная -диплоидной (2п = 94-100). В некоторых водных регионах две формы серебряного карася обитают совместно, образуя одно-двуполые комплексы.
До начала 60-х гг. XX в. в западной европейской части ареала С. а. gibelio в СССР абсолютно доминировала гиногенетическая форма (Абраменко, 2001). За последние 35 лет в Азово-Чер-номорском бассейне наблюдается резкая смена
1 Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проекты < 99-04-49757, 99-04-63077, 02-0449662).
доминирования в сторону двуполой формы (Абраменко и др., 1997; Абраменко, Кравченко, 1999; Матишов и др., 2003). Ранее считалось (Васильев, 1985; Черфас, 1987), что самцы серебряного карася в естественных условиях обитания встречаются только у бисексуальной формы и имеют диплоидное число хромосом (2n = 100). Однако триплоидные самцы (3n = 153-165) с нормально развитыми семенниками были найдены в природных популяциях двух японских подвидов Carassius auratus (Muramoto, 1975). В этот же период в северо-восточных китайских триплоидных гиногене-тических популяциях C. a. gibelio из бассейна р. Амур также были обнаружены фертильные триплоидные самцы (3n = 156) c нормальной морфологией половых клеток (сперматогоний, спер-матоцитов и сперматозоидов) на всех стадиях прохождения гаметогенеза (Shen et al., 1983a, b; Zhou et al., 1983; Fan, Shen, 1983a, b, 1990).
Рис. 1. Расположение участков лова серебряного карася в Азовском бассейне:
I - обводные каналы неэксплуатируемых прудов АО "Ростсельмаш"; II - пруды рыбхоза им. Мирошниченко; III - пойменные озера в устье р. Маныч; IV - рукав р. Дон - Мертвый Донец; V - бывший песчаный карьер в районе городской ТЭЦ; VI - дренажные каналы в районе пос. Каратаево, г. Ростов-на-Дону; VII - участок р. Дон между хуторами Усть-Койсуг и Донской; VIII - р. Дон в черте г. Ростова-на-Дону, тоневой участок "Оселедняя"; IX - р. Дон, тоневой участок "Тупка"; X - естественное нерестилище в районе Беглицкой косы Таганрогского залива; XI - р. Кубань в районе г. Темрюк, тоневой участок рыбоколхоза "Труженик моря"; XII - Курчанский лиман; XIII - Темрюкский залив в районе Соловьевско-Куликовского гирла; XIV - дренажные канавы в районе Гребного канала г. Ростова-на-Дону; XV - р. Ха-гин-Салы в районе села Ульяновское; XVI - приток р. Дунда - Бедрик.
В период с 1993 по 1996 гг. мы также зарегистрировали триплоидных самцов С. а. gibelio (3п = = 130-150) в популяциях бассейна Нижнего Дона (Абраменко и др., 1998). Нижнедонские 3п-сам-цы серебряного карася имели нормально развитые семенники, брачный наряд и проявляли брачную и нерестовую активность (Абраменко, 1997).
Начиная с 1998 г. география наших популяци-онных исследований в Азовском бассейне была существенно расширена за счет устьевых и лиманных участков р. Кубань, собственно морских участков в Таганрогском и Темрюкском заливах Азовского моря (Абраменко и др., 1999), а также за счет некоторых водоемов республики Калмыкия и Ставропольского края, относящихся к бассейну основного юго-восточного притока Нижнего Дона - реке Западный Маныч.
Цель данной работы - определение степени распространения триплоидных самцов в популяциях серебряного карася Азово-Донского и Азово-Кубанского бассейнов, изучение их репродуктивных качеств, а также цитогенетичес-ких характеристик половых и соматических клеток.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Отлов серебряных карасей из водоемов Азовского бассейна в радиусе 450 км от г. Ростова-на-Дону (Ростовская обл., Краснодарский, Ставропольский края и Калмыкия) проводили в течение шести весенне-осенних сезонов 1995-2000 гг. Триплоидные самцы С. а. gibelio в различные го-
ды полевых работ были обнаружены в 16 из 19 обследованных участков (рис. 1).
Полевые работы вели в двух режимах. В первом варианте в зависимости от удаленности участка от аквариальной института и физиологического состояния отловленного материала рыб обследовали прямо на месте участка лова либо транспортировали в аквариальную и сразу же обследовали. Температура воды в аквариальной колебалась в пределах 17-25°С. После измерения малой длины и массы у отловленных рыб прижизненно из жаберной дуги брали мазки крови для цитометрического определения плоидности, затем вскрывали брюшную полость и определяли пол и стадию зрелости половых желез по методике Сакун и Буцкой (1968). Возраст рыб определяли по спилам лучей анального плавника (Бойко, 1946, 1951).
Во втором случае у доставленных в аквариальную рыб после 2-24-часовой акклимации из жаберной дуги также брали мазок крови для оперативного определения плоидности цитометричес-ким методом, а затем с помощью разноцветных проционовых красителей присваивали индивидуальные номера по методике Катасонова (1982). Основную часть материала использовали для ка-риологической идентификации плоидности, а определенное количество текучих самцов С. а. gibe-Ыо содержали в аквариальной для проведения цитогенетических тестов и постановок скрещиваний.
Для цитометрического определения плоидности рыб, основанного на измерении площадей ядер эритроцитов (ПЯЭ), обсчет вели по 30 зрелым ортохромным клеткам (Житенева и др., 1989) с
Ростов Рыбное
Индивидуальные скрещивания Рыбное
Диплоидные самцы
(№ 12, 17, 21) "" х Диплоидная ^Диплоидные самцы Триплоидные самцы самка х (№ 30, 50)
(№ 1, 26) Х
Объединенные скрещивания
Диплоидные самцы
(№ 12 + 21) " х Триплоидная ^Диплоидные самцы Триплоидные самцы самка Х (№ 30 + 50)
(№ 1 + 26) " Х
Рис. 2. Схема скрещиваний серебряных карасей различной плоидности и происхождения.
каждого мазка крови, окрашенного по Май-Грюнвальду (Предтеченский и др., 1950), с использованием окуляр-микрометра, установленного на микроскопе Лабоваль-3 (Германия). Данный экспресс-метод, основанный на соответствии размеров эритроцитов или их ядер с общим уровнем плоидности организма, давно используется в популяционных исследованиях различных диплоидно-полиплоидных комплексов рыб (Чер-фас, Шарт, 1970; Lin et al., 1978; Thibault, 1978; Boroii, 1994; Абраменко и др., 1997). Из данных литературы (Черфас, Шарт, 1970; Горюнова, 1974) известно, что соотношение ПЯЭ у три- и диплоидной форм C. a. gibelio колеблется в пределах 1.3 - 1.5.
Плоидность рыб после колхицинирования определяли путем подсчета числа хромосом на анализируемых метафазных пластинках клеток ми-тотически стабильной почечной ткани (5-200 шт. с одного стекла) на микроскопе МБИ-16 с использованием метода давленых препаратов. Окрашивание препаратов проводили с использованием ацетоорсеина (Дарлингтон, Ла Кур, 1980; Мак-грегор, Варли, 1986). Также определяли общие ихтиологические характеристики - длину, массу, пол и возраст рыб.
У прижизненно идентифицированных (по ПЯЭ) в 1996-1999 гг. ди- и триплоидных текучих самцов (V стадия зрелости), отобранных из различных пресноводных и морских локальных популяций Азово-Донского бассейна (рис. 1, IV-X), с помощью секундомера определяли подвижность сперматозоидов в воде до полной их остановки. У этих же рыб из свободно выделяемой семенной жидкости брали мазки спермы, впоследствии окрашенные по Май-Грюнвальду, для определения с помощью окуляр-микрометра диаметра головок сперматозоидов (100 клеток с каждого стекла)
В 1996 г. для определения среднего содержания ДНК в клетках сперматозоидов, окрашенных
по Фёльгену (Макгрегор, Варли, 1986), мазки спермы четырех диплоидных и четырех триплоидных самцов были подвергнуты цитофотометрии на приборе Уюкеге-М86 при длине волны 540 нм.
В 1997 г. 27 рыб (самки и самцы С. а. gibelio) с цитометриче
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.