良种的选择和培育是水产养殖业增产的有效途径，国内外已在鱼类育种学方面做了大量的研究工作（楼允东，1999）。中国对虾是我国尤其是黄、勃海的重要经济渔业资源，同时也是我国水产养殖的重要品种之一，在养虾业发展盛期，年产量超过10万余吨（邓景耀等，1990；岑丰，1993）。但自1993年对虾病毒性疾病暴发以来，中国对虾养殖业受到重挫。其重要原因之一是养殖用苗种基本上都没有经过系统的人工定向选育，其遗传基础还是野生型的，生长速度、抗病能力乃至品质质量还未达到良种化的程度，良种问题已成为制约我国对虾养殖业稳定发展的主要“瓶颈”之一。
到目前为止，已有一些有关中国对虾群体遗传变异的同工酶分析、RAPD和线粒体DNA序列分析等方面的研究报道（张子平等，1994；Wang，2001；刘振辉等，2000；刘萍等，2000；邱高峰等，2000），但尚未见有关中国对虾人工选育群体遗传分析的报道。中国水产科学研究院黄海水产研究所从1997年开始进行中国对虾人工选育研究，到2000年，使用经筛选的对虾种群培育的子四代苗种比对照组生长速度快、发病率低，平均亩产达到2.3.2 kg。第5代选育群体在2001年试验养殖面积共73 hm2，平均亩产达到183 kg。显示了中国对虾人工选育群体良好的生长优势和抗逆能力，取得了明显的选育效果，现已经在日照、胶南和即墨等地进行养殖示范（王清印等，2000；李健，2000）。李健等（2003）采用水平凝胶电泳技术首次对中国对虾人工选育第1代、第4代、第5代群体与野生群体的遗传特征进行了同工酶分析比较，以期为中国对虾进一步的人工选育、为进行其遗传改良及其种质资源保护提供科学依据。
本实验所用的中国对虾群体样本及其个体数和采样地点见表1。取每尾对虾尾扇部位的肌肉置于276 ℃水箱冷冻保存。具体的电泳技术和染色方法及酶的命名分别参照日本水产资源保护协会（1989）和Shaklee（1990）方法。遗传学分析中，多态位点百分数、平均每个位点的有效等位基因数、预期杂合度及观察杂合度参照日本水产资源保护协会和王中仁（1998），方法计算参照Nei（1987）方法。
表1 同工酶分析所用样本的个体数及采样地点
1.1 实验结果
共检测了中国对虾人工选育群体和野生群体的10种同工酶，记录了13个基因位点，其中MDH-2*、GPI*、MPI*、PGM-2*和PGM-3*5个基因位点呈多态（P0.99）。
图1 中国对虾同工酶电泳图谱（Ⅰ）
图1 中国对虾同工酶电泳图谱（Ⅱ）
6- 磷酸葡萄糖异构酶（GPI）为二聚体酶，由1个基因位点编码，在4个群体中均为多态；该位点由*a、*b、*c、*d4个等位基因编码；在野生群体中观察到*b、*c、*d 3种基因及*b/b、*b/c、*d/d 3种基因型；在子一代和子四代群体中观察到*b、*c2种基因及*b/b、*b/c2种基因型；在子五代群体中观察到*a、*b、*c 3种基因以及*a/b、*b/b、*b/c 3种基因型。
己糖激酶（HK）为单体酶，由1个基因位点编码，观察到*a基因及*a/a基因型，在4个群体中均为单态。
异柠檬酸脱氢酶（IDHP）为二聚体酶，由1个基因位点编码，观察到*a 基因及*a/a基因型，在4个群体中均为单态。
乳酸脱氢酶（LDH）为四聚体酶，由1个基因位点编码，观察到*a 基因及*a/a基因型，在4个群体中均为单态。
苹果酸脱氢酶（MDH）为二聚体酶，由2个基因位点MDH-1*和MDH-2*编码。基因位点MDH-1*由1个基因位点编码，观察到*a基因及*a/a基因型，在4个群体中均为单态。基因位点MDH-2*由两个等位基因*a、*b编码，在野生群体中观察到*a、*b两种基因及*a/a、*b/b两种基因型；在子一代、子四代和子五代群体中均观察到*a、*b两种基因及*a/b、*b/b两种基因型。
苹果酸酶（ME）为四聚体酶，由1个基因位点编码，观察到*a基因及*a/a基因型，在4个群体中均为单态。
甘露糖磷酸异构酶（MPI）为单体酶，由1个基因位点编码，在4个群体中均为多态。该位点由*a、*b、*c 3个等位基因编码；在野生群体中观察到*a、*b两种基因及*a/b、*b/b两种基因型；在子一代群体中观察到*b、*c两种基因及*b/b、*b/c两种基因型；在子四代和子五代群体中观察到*b、*c两种基因及*b/b、*b/c、*c/c 3种基因型。人工选育3个中国对虾群体均出现基因*c，而野生群体中没有出现。
6- 磷酸葡萄糖酸脱氢酶（PGDH）为二聚体酶，由1个基因位点编码，观察到*a基因及*a/a基因型，在4个群体中均为单态。
磷酸葡萄糖变位酶（PGM）为单体酶，由3个基因位点PGM-1*、PGM-2*和PGM-3*编码。基因位点PGM-1*在4个群体中均为单态，观察到*a基因及*a/a基因型。基因位点PGM-2*在4个群体中均为多态，观察到*a、*b两种基因及*a/b、*b/b2种基因型。基因位点PGM-3*在4个群体中均为多态，均观察到*a、*b两种基因及a/a、*a/b两种基因型。其中PGM-3*位点上的变异程度最高，野生群体与人工选育群体在该基因位点上的等位基因存在显著差异，人工选育群体的杂合子数量急剧减少。
超氧物歧化酶（SOD）为二聚体或四聚体酶，由1个基因位点编码，观察到*a1种基因及*a/a1种基因型，在4个群体中均为单态。表2为中国对虾各群体所测基因位点的基因频率、多态位点比例和平均杂合度。
表2 基因频率、有效等位基因数、多态位点百分数及平均杂合度
续表
中国对虾人工选育群体同野生群体的多态位点比例相同，为0.3.4 6；野生群体有效等位基因数稍大于人工选育群体。在PGM-3*位点上的变异程度最高，等位基因频率间存在显著差异，其*b基因频率分别为0.3.6 8.0.081 6.0.024 4.0.020 0，呈明显的递减趋势；在MPI*位点上，只有人工选育群体出现*c基因，其基因频率分别为0.0.0 4、0.0.1 0.0.070 0，呈递增趋势。平均杂合度的观察值和预期值分别为0.0.7 7.0.037 7、0.0.6 3.0.023 1.0.097 3.0.070 9.0.055 9.0.051 5，依野生群体、人工选育第1代、第4代、第5代呈递减趋势。中国对虾野生群体和人工选育群体第5代间的遗传距离最大，为0.0.7 0；而人工选育第4代和第5代间的遗传距离最小，为0.0.0 1。中国对虾野生群体和人工选育群体之间的遗传距离平均值为0.0.6 2，远大于子四代和子五代间的遗传距离。
图2 根据Nei遗传距离构建中国对虾种群的系统聚类
表3 中国对虾4个群体的遗传距离
同工酶电泳分析已被应用于对虾种群鉴别，Tonsdotir等（1988）、Creasey等（1996）和Ikeda等（1993，1995）等分别研究了几种虾类不同地理分布种群的遗传变异水平。本研究以最常采用的等位基因频率P0.99为多态位点的判读标准，所分析的4个中国对虾群体多态位点比例均为38.46%，群体间没有差别。Zhuang等（2000）曾报道日本囊对虾野生群体与养殖群体的多态位点比例有显著的差异，本实验对中国对虾的研究未发现此种现象，Wang等（2001）对中国对虾的研究也证实，野生群体与养殖群体的多态位点比例差别不明显，说明其群体杂合子出现的一致性。刘旭东等（1995）得到的中国对虾黄、勃海区群体的多态位点比例为15%～20%，Garcia等（1994）发现南美白对虾群体的多态位点比例为16.67%，另有一些研究表明，对虾科几种虾类的多态位点比例在11%～33%之间（Harris et al，1990；Lester et al，1983；Mully et al，1980；Sbordoni et al，1986；Sunden et al，1991；Nelson et al，1980），本研究得到的座位比例偏高可能是由于检测的酶种类较少的原因。总的来说，海洋虾类由于酶的多态位点少，因而多态位点比例偏低（Nevo et al，1981）。
在GPI*位点上，中国对虾CP5群体出现的*c基因可能与取样有关，而其他人工选育群体在实验中未发现其稀有基因缺失的现象，这也是野生群体与人工选育群体多态位点比例没有差别的原因之一。本研究结果表明，等位基因最大的变异出现在PGM-3*基因位点上，已有研究结果证实中国对虾在该位点上表现出较高的遗传变异（张子平等，1994；Villaescusa et al，1984；Gooch，1997）。在本次实验中，野生群体中该位点表现为高比例的杂合现象，但在人工选育群体中，该位点的等位基因频率下降得很快，野生群体与人工选育群体的等位基因频率存在明显差异，致使人工选育群体的遗传变异水平降低。
十足目甲壳动物遗传变异性较低是其系统发生的一个基本特征（李思发，1988），Hedgecock等（1982）在总结了65种虾蟹类的平均杂合度后也得出相同的结论。中国对虾野生群体和人工选育群体的平均杂合度呈野生群体、人工选育第1代、第4代、第5代的递减趋势，本研究得到的结果与Wang等（2001）的结果相似，而Zhuang等（2000）得到的中国对虾群体的平均杂合度值更低。较短的生活史造成的瓶颈效应及缺乏随机漂变被认为是甲壳类遗传变异较低的主要原因，而人为干预如过度开发、大规模的不安全的人工放流等都有可能对对虾的遗传多样性产生影响。
本实验中，人工选育CP4与CP5群体间的有效等位基因数、基因频率、平均杂合度等差异很小，其遗传距离仅为0.0.0 1，这与人工选育有关，也是人为选育的必然结果。从理论上来说，低水平的遗传变异可能使养殖群体对环境的适应能力、生长速度、繁殖力等降低（Willam et al，1994），但这是指没有定向选育而造成的后果。笔者所使用的试验材料是经过多代定向选育的群体，在推广养殖过程中显示了良好的生长特性和抗逆能力。一般认为，传统的选育技术每代的遗传获得量通常在10%～15%，由于本实验没有检测CP2及CP3群体，尚不能断定其平均杂合度是否具有本书所得出的逐代减小的规律；MPI*位点上*c基因的出现及其基因频率的递增是否为中国对虾人工定向选育的结果，也有待结合其他分子生物学方法作进一步的综合研究。
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