全 文 ：转基因鲤对几种环境因子耐受能力的研究*
梁利群* * 孙效文 曹顶臣 闫学春 (中国水产科学研究院黑龙江水产研究所, 哈尔滨 150070)
Endurance ability of transgenic Common carp under diff erent environmental conditions. L IANG L iqun, SUN
Xiaow en, CAO Dingchen, YAN Xuechun ( Heilongj iang River Fisher y Resear ch Institute, Chinese A cademy of
Fishery Sciences, Harbin 150070) . Chin. J . A pp l . Ecol . , 2002, 13( 12) : 1719~ 1720.
This paper dealt with the endurance ability of transgenic Common carp F3 , and Common carp under different
env ironmental factors such as temperature, alkaline, and pH value. T he results show ed that t here w as no obvious
difference of endurance abilities betw een transgenic Common carp and Common carp under t he different envi
ronmental factors.
Key words T ransgeic, Common carp , Environmental factor, Endurance capacity.
文章编号 1001- 9332( 2002) 12- 1719- 02 中图分类号 Q953, S965 116 文献标识码 A
* 国家 863 资助项目( 1010506) .
* * 通讯联系人.
2000- 05- 29收稿, 2000- 09- 04接受.
1 引 言
自1980年美国华盛顿大学RDP lamiter 等利用转基因
技术成功地育成世界上第一个超级鼠 以来,世界范围的转
基因生物的研究在植物、动物、微生物中相继开展,并取得了
可喜的成绩.转基因鱼( T ransgenic fish)的研究稍晚于晡乳动
物, 20 世纪 80 年代中期, 中国、法国、日本、美国、德国及加
拿大等国先后开展转基因泥鳅、鲤鱼、虹鳟、青鱼、罗非鱼和
大西洋鲑等的研究.开展鱼类基因工程育种研究原因是其自
身潜在的经济价值和作为转基因材料较哺乳动物有明显的
优势.大多数鱼类行体外产卵、受精和孵化的繁殖方式, 转基
因操作简单,所以在短短的十几年间转基因鱼的研究有了突
破性的进展[ 3, 4] .
我们从 1987 年开始进行转基因鲤鱼研究,利用显微注
射技术先后生产出了转牛、羊生长激素基因、转大麻哈鱼生
长激素基因鲤鱼[ 2, 3, 5, 7, 8] . 外源基因在受体鱼基因组中的整
合率为 20% ,且生长速度比对照鱼快 30%左右.可见转基因
技术确实可以打破远缘生物之间杂交的种间壁垒 ( Species
barrier) .使一种生物同时具有一种或几种生物的优良性状,
培育符合我们意愿的生物新品种.
转基因鲤的成功制备最终要用于商业化生产,服务于人
类.转基因鲤作为一种遗传工程体要进行商业化生产必须进
行食用和生态安全研究. 我们从 1994 年开展了对转基因鲤
的食用安全研究[ 1, 6] , 结果表明, 人类以转生长激素基因鲤
作为食品是安全的.目前,我们正在开展对逃逸到自然水域
的转基因鲤的同种或相近种的遗传背景产生的影响, 以及转
基因鲤子代与正常鲤子代生存竞争能力的研究.本研究作为
转基因鲤生态安全研究的一部分,在室内水簇箱中对转基因
鲤和非转基因鲤进行了温度、碱度及 pH 等条件的生存适应
实验,对转基因鲤在不良环境条件下是否比正常鲤具有更强
的耐受力进行了探讨.
2 材料与方法
2 1 供试材料
实验用转基因鲤为转大麻哈鱼生长激素基因鲤 F 3代春
片鱼种,经 DNA 斑点杂交检测为阳性的个体用于实验 (图
1) ;对照鲤为普通春片鱼种.这两种鱼外部形态和体重相近,
且比较健康. 实验用化学试剂均为分析纯. 实验在水体为
92cm ! 65cm ! 50cm 的玻璃水簇箱中进行.
图 1 转基因鲤 F3 Dot 杂交结果
Fig. 1 Result of Dot hybridizition of t ransfer gene Common carp F3.
M 为阳性对照 M is possit ive cont rol.
2 2 研究方法
2 2 1 环境条件的准备 在进行人工设计的不良环境 (温
度、pH、碱度) 耐受力实验之前, 每组实验两种鲤鱼( 各 10
尾)经标记后放入水簇箱中,充气暂养, 当鱼类适应这种生存
环境之后再进行实验. 进行高温耐受力实验时, 在水簇箱中
放置加热管提温; pH 耐受力实验,采用向水体中加入酸、碱
来降低和提高 pH; 碱度耐受力实验, 采取向水簇箱中加
NaHCO3来提高水中的碱度. 整个过程均用温度测定仪测
温, 同时进行常规水化学监测.
2 2 2 生存情况测定统计 根据鱼类在不同实验水簇箱中
应 用 生 态 学 报 2002年 12 月 第 13 卷 第 12 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Dec. 2002, 13( 12)∀1719~ 1720
的生存情况进行记录和统计(表 1) .
表 1 生存统计表
Table 1 Statistical table of exist
项目
Item
鱼类
F ish
数量
Quantity
( tail)
时间
Time
( min)
温度
Tm
( # )
pH 碱度
Alkaline
( n∃
mg - 1)
死亡数
Death
number
( t ail)
死亡率
Death
rate
(% )
温度 % 10 10 38 64 - 1 10
Tm 60 40 64 - 9 90
& 10 10 385 64 - 1 10
60 41 64 - 9 90
pH % 10 28 18 40 - 5 50
51 18 40 - 5 50
& 10 26 18 40 - 5 50
61 18 40 - 5 50
% 10 47 216 10 - 1 10
78 216 10 - 9 90
& 10 42 216 10 - 1 10
78 216 10 - 9 90
碱度 % 10 240 20 - 40 1 10
Alkaline 4860 20 - 40 4 40
& 10 1018 20 - 40 1 10
4860 20 - 40 4 40
% .实验组 Experiment group; & .对照组 Cont rol group.
3 结果与讨论
在 40 # 高温条件下转大麻哈鱼生长激素基因鲤和对照
鲤在 60min 内死亡率为 100% ; 碱度为 40n∃mg - 1的水体中
转基因鲤和对照鲤 81h 的死亡率均为 40% ; pH 40 的酸性
条件下转基因鲤 28 和 51min 的死亡率均为 50% , 而对照鲤
26 和 60min 的死亡率均为 50% ; 在 pH 10 的碱性条件下, 转
基因鲤和对照鲤 78h 的死亡率均为 100% .
我国北方大部分地区昼夜温差比较大,自然水域多为淡
水,部分水体碱度比较大,因此影响北方鱼类生存的不良环
境因子多为高温引起的一系列因素, 如浮游生物繁殖过度、
水中溶解氧急剧下降,导致泛塘死鱼. 由于转基因鲤 F3 和实
验对照鲤均系适合北方养殖的抗寒品种,能够耐受长达半年
的冰下生活,因此未对其进行低温耐受力研究 .此外, 碱度过
大及 pH 的上升和降低所引起鱼类体表粘液脱落、鳃组织严
重受损, 也是引起鱼类呼吸困难致死的原因之一. 针对这些
情况,选择了温度、碱度及 pH 作为分析所构建的转基因鲤
耐受不良环境条件的环境因子.每组实验中, 无论是温度的
上升、碱度的增大及 pH 升降, 都采用梯度升降的方法,以避
免因环境因素的突然升高或降低对鱼体产生强烈刺激致死,
使实验数据更为可靠.
从实验结果可见, 转大麻哈鱼生长激素基因鲤和对照鲤
在对不良环境因子的耐受力上没有明显的差异, 说明转大麻
哈鱼生长激素基因鲤由于所转的基因为单一基因 ,这种基因
的整合没有造成基因组中的基因突变, 没有使转基因鲤在生
存行为、生理反应等方面产生异常, 从而不会对同种或相近
种的生存产生影响. 因此,从对不良环境的耐受力考虑,转大
麻哈鱼生长激素基因鲤具有生态安全性 .
参考文献
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作者简介 梁利群, 女, 1967 年生,副研究员, 现从事鱼类基
因工程育种和鱼类分子标记辅助育种研究, 发表论文 10 余
篇. T el: 04514861314, Email: genellq @ mail. hrb. hl. cninfo.
net
1720 应 用 生 态 学 报 13卷