多倍體鯽魴的形成及其生物學(xué)特征研究.pdf

1、遠(yuǎn)緣雜交能有效的增加雜交后代的遺傳變異，通過(guò)這種方法還能獲得不同倍性的后代，包括雜交四倍體、雜交三倍體和雌核發(fā)育二倍體后代。本研究中，我們利用紅鯽(♀)與團(tuán)頭魴(♂)進(jìn)行亞科間雜交首次獲得了大量不同倍性的后代，并對(duì)不同倍性魚的形成機(jī)制和生物學(xué)特征進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ⑴利用不同亞科且染色體數(shù)目也不相同的紅鯽(2n=100)(♀)與團(tuán)頭魴(2n=48)(♂)雜交，成功的獲得不育三倍體鯽魴(3n=124)和兩性

2、可育四倍體鯽魴(4n=148)。三倍體鯽魴來(lái)源于受精卵第二極體的排除被抑制，而四倍體鯽魴則來(lái)源于受精卵的第一次有絲分裂被抑制。四倍體鯽魴兩年性成熟，性成熟后的雌性四倍體鯽魴能產(chǎn)生減數(shù)(2n)和不減數(shù)(4n)的卵子，并與雄性團(tuán)頭魴回交獲得了五倍體鯽魴(5n=172)。四倍體鯽魴產(chǎn)生不減數(shù)配子的現(xiàn)象與減數(shù)分裂前核內(nèi)復(fù)制或者核內(nèi)有絲分裂或者生殖細(xì)胞融合有關(guān)。本研究通過(guò)染色體數(shù)目、核型、平均DNA含量以及紅細(xì)胞核體積大小確定了這些多倍體鯽魴的倍

3、性水平和染色體組成。另外，還通過(guò)擴(kuò)增出相同和不同的DNA片段并且測(cè)序來(lái)揭示雜交多倍體鯽魴與其親本間的遺傳關(guān)系和遺傳標(biāo)記。
　　 ⑵F1代四倍體鯽魴自交獲得兩種不同類型的鯽魴F2代(A型、B型)，分別自交后獲得了F3代。A型鯽魴F2、F3代個(gè)體都是染色體數(shù)目為148的四倍體，包含2套紅鯽染色體和2套團(tuán)頭魴染色體；B型鯽魴F2、F3代個(gè)體都是染色體數(shù)目為200的四倍體，包含4套紅鯽染色體；A、B型鯽魴F2、F3代均兩性可育且一年性成

4、熟，并且能穩(wěn)定的產(chǎn)生二倍體配子。利用B型四倍體鯽魴(♂)與紅鯽(♀)雜交制備出生長(zhǎng)速度快的不育三倍體魚(3n=150)。
　　 ⑶用遺傳滅活的團(tuán)頭魴精子誘導(dǎo)F1代四倍體鯽魴產(chǎn)生的卵子，無(wú)需染色體加倍處理，獲得了存活的雌核發(fā)育后代，其中包括染色體數(shù)目為148的雌核發(fā)育四倍體和染色體數(shù)目為100的雌核發(fā)育二倍體后代。染色體數(shù)目為148的雌核發(fā)育后代只需要一年性成熟，而且能產(chǎn)生四倍體卵子。
　　 ⑷紅鯽(2n=100)(♀)與

5、團(tuán)頭魴(2n=48)(♂)雜交第一代中獲得了雌、雄兩性的天然雌核發(fā)育紅鯽(GRCC)，而且性別比例接近1∶1。GRCC兩性可育，自交后形成了兩性可育的青色和紅色兩種類型的鯽魚后代(GGCC和GRCC1)。通過(guò)染色體數(shù)目檢測(cè)以及核型分析發(fā)現(xiàn)，GRCC、GGCC和GRCC1都為二倍體(2n=100)并且含有1-3個(gè)微小染色體。包含有雄性決定基因的微小染色體形成時(shí)父本遺傳滲漏造成了雄性雌核發(fā)育魚的形成。團(tuán)頭魴精子誘導(dǎo)紅鯽卵子之后失活并最終降解

6、，但是會(huì)有微小染色體留在卵子中。激活的紅鯽卵子擁有50條染色體，通過(guò)自然加倍后變成100條染色體，并最終發(fā)育成為雄性的二倍體雌核發(fā)育紅鯽。
　　 ⑸通過(guò)FISH雜交、sox-HMG DNA標(biāo)記和微衛(wèi)星DNA標(biāo)記來(lái)揭示天然雌核發(fā)育紅鯽(GRCC)與其親本(紅鯽和團(tuán)頭魴)間的遺傳關(guān)系和遺傳變異，并進(jìn)一步從分子水平證明GRCC、GGCC和GRCC1染色體分裂相中的微小染色體來(lái)源于父本。相關(guān)結(jié)果也證明了遠(yuǎn)緣雜交能夠獲得由父本引起遺傳變異

7、的兩性可育二倍體雌核發(fā)育魚。
　　 ⑹對(duì)紅鯽(2n=100)、團(tuán)頭魴(2n=48)及其遠(yuǎn)緣雜交所獲得四倍體(4n=148)、三倍體(3n=124)后代的5S rDNA的編碼區(qū)序列(5S)和非轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)序列(NTS)進(jìn)行比較研究。母本紅鯽基因組內(nèi)有三種不同大小的5S rDNA結(jié)構(gòu)單元，其NTS序列分別為83、220和357bp。父本團(tuán)頭魴基因組內(nèi)只有一種5S rDNA結(jié)構(gòu)單元，NTS序列為68bp。在紅鯽與團(tuán)頭魴的遠(yuǎn)緣雜交多倍體后