两种Bothriurus属物种（蝎目，Bothriuridae科）种群间的比较细胞遗传学研究

《COMPARATIVE Cytogenetics》：?Comparative cytogenetics among populations of two Bothriurus species (Scorpiones, Bothriuridae)

本研究首次对Bothriurus asper和B. rochai的多个种群进行细胞遗传学分析，发现B. asper染色体数目恒定（2n=30），而B. rochai存在2n=16和18的显著变异，且NORs定位稳定。异染色质分布差异显示B. asper具有更大异染色质块，而B. rochai种群间异染色质量存在变异。染色体行为研究揭示了多价染色体形成及重组事件。

　　本研究围绕两个属于Bothriuridae科的物种——Bothriurus asper和Bothriurus rochai展开，首次对它们的染色体数目、减数分裂过程中染色体行为以及异染色质和核仁组织区（NORs）的定位进行了系统分析。Bothriurus是该科中多样性最丰富的属之一，然而，目前仅对其中的五个物种进行了细胞遗传学研究。本次研究对Bothriurus asper的两个种群和Bothriurus rochai的九个种群进行了分析，填补了这一领域的重要空白，为该属的细胞遗传学研究提供了新的视角。

Bothriurus asper在不同地理区域的种群中均表现出相同的二倍体数目2n=30，这表明该物种的染色体数目具有高度的稳定性。然而，该物种在减数分裂过程中的染色体行为却表现出多样性。在Igarassu-PE的样本中，观察到两种不同的染色体配置：一种是15对二价体（15II）的侧向排列，另一种是13对二价体加上一条由四个染色体组成的链状结构（13II + CIV）。在Teresina-PI的样本中，所有个体均显示出13II + CIV的配置，但其结构为开放型四价体。这种染色体配置的多样性可能与染色体之间的易位有关，尤其是相互易位，这种现象在许多蝎类中已被报道为导致减数分裂过程中多价体形成的主要原因。此外，该物种在减数分裂中期II细胞中显示出15条染色体，包括11条中/亚中着丝粒染色体和4条亚端/端着丝粒染色体，表明其染色体形态在不同种群之间存在一定的差异。

相比之下，Bothriurus rochai在不同种群中表现出染色体数目的变化，这是该属中首次发现的二倍体数目变异。研究发现，该物种的二倍体数目可以是2n=16或2n=18，这两个数目是Bothriuridae科中记录的最低二倍体数目。尽管染色体数目存在差异，但NORs的数量和位置在种群间保持稳定，这表明该物种在某些方面具有保守性。在减数分裂的后期阶段，NORs通常出现在染色体的一端，这一模式在Bothriurus rochai的不同种群中一致出现，支持了该物种在染色体进化过程中保留了某些特征。

Bothriurus asper和Bothriurus rochai在异染色质分布方面也存在显著差异。Bothriurus asper显示出较大的异染色质块，主要分布在染色体的末端和着丝粒附近，而Bothriurus rochai的异染色质块较小，且分布较为分散。这种差异可能反映了两种物种在染色体进化过程中的不同机制。例如，Bothriurus rochai中某些种群（如Brasileira-PI）表现出较低的异染色质含量，同时在减数分裂后期细胞中显示出更大的染色体配置变化。这种现象可能与染色体的断裂或融合等重排事件有关，这些事件在蝎类中已被多次报道。

染色体数目和结构的多样性在蝎类中是一个普遍现象，但不同属之间的差异性可能更大。Bothriuridae科中的大部分物种具有单着丝粒染色体，而只有Buthidae科具有全着丝粒染色体。本研究揭示了Bothriurus属中存在明显的染色体重排现象，这可能对物种的分类、进化以及生态适应性产生重要影响。染色体重排不仅改变了染色体的形态，还可能影响基因的表达和遗传多样性，从而促进种群间的分化和新物种的形成。

在细胞遗传学研究中，染色体数目和结构的分析是理解物种进化历史和遗传多样性的重要工具。Bothriurus asper和Bothriurus rochai的染色体特征表明，染色体重排在该属的进化过程中发挥了关键作用。Bothriurus asper的染色体数目在不同种群中保持稳定，而Bothriurus rochai则表现出显著的数目变化。这种差异可能与种群间的地理隔离、环境适应性或遗传漂变等因素有关。同时，NORs的分布和数量的稳定性为该属的系统发育研究提供了参考依据。

此外，染色体重排的类型和频率可能与异染色质的含量和分布模式相关。在Bothriurus rochai中，异染色质含量较低的种群表现出更多的减数分裂后期细胞配置变化，这可能意味着在这些种群中，染色体的结构变化更为频繁。相反，异染色质含量较高的种群则显示出较为一致的染色体配置。这种现象可能与染色体重排的频率和类型有关，例如，异染色质可能在染色体的稳定性中起到一定作用，减少重排的可能性。

本研究的结果不仅扩展了Bothriurus属的细胞遗传学信息，还为蝎类中单着丝粒染色体的进化研究提供了新的数据支持。在Bothriurus属中，不同种群之间的染色体数目和结构差异可能反映了该属在进化过程中经历的不同事件。同时，NORs和异染色质的分布模式也为进一步的系统发育分析提供了线索，有助于揭示蝎类染色体进化的复杂性。

研究还指出，染色体数目和结构的多样性可能与物种的适应性进化密切相关。在某些情况下，染色体的重排可能有助于适应不同的生态环境，从而促进种群间的分化。例如，Bothriurus rochai在不同地理区域的种群中表现出不同的染色体配置，这可能与其适应不同环境条件有关。此外，染色体的形态变化可能影响基因的表达和遗传稳定性，从而对物种的生存和繁衍产生影响。

总之，本研究通过分析Bothriurus asper和Bothriurus rochai的染色体特征，揭示了该属在细胞遗传学上的多样性，并为蝎类的染色体进化提供了新的视角。这些发现不仅有助于理解Bothriurus属的进化历史，还为其他蝎类的染色体研究提供了参考。未来的研究可以进一步结合分子遗传学和系统发育分析，以更全面地揭示蝎类染色体进化的机制和模式。