鱼类人工多倍体育种的研究进展

鱼类多倍体育种是鱼类育种最热的领域之一。本文概述了鱼类人工多倍体育种研究的进展情况,包括鱼类人工多倍体育种的方法和人工多倍体鱼类可育性等方面。鱼类人工多倍体育种的方法主要有物理、化学和生物学方法,三倍体鱼预期是不育的,四倍体是可育的,但目前两性可育的四倍体的报道还很少。本文还对人工多倍体鱼的生物学意义作了简单的阐述。本文旨在为对今后进一步开展鱼类人工多倍体育种研究提供参考。     

鱼类染色体组工程及其应用

鱼类具有产卵量大、体外受精的特点,是进行染色体组工程(Genome Engineering)研究的理想材料。运用染色体组工程技术可诱导鱼类的雌核发育(Gynogenesis)、雄核发育(Androgenesis)和多倍体(Polyploid)。雌核发育、雄核发育不仅可以用于建立近交系、生物学基础理论研究,而且还可以用于鱼类的单性养殖。多倍体在提高鱼类的生长率、成活率、抗病力以及种群控制等方面具有很大潜力。     

鲤亚科多倍体物种独立起源及其与第三纪青藏高原隆升的关系

青藏高原特有鲤科多倍体鱼类(裂腹鱼类)的起源和物种分化研究有助于探讨鲤科鱼类物种分化和青藏高原隆升之间的关系.本研究利用线粒体和核基因DNA序列构建系统发育关系,并以此来追溯裂腹鱼类多倍体的起源及其物种分化.倍性水平的祖先状态重建结果显示,鲤亚科是二倍体起源的,而裂腹鱼类是四倍体起源.研究还发现,在适应青藏高原隆升过程中,鲤亚科鱼类物种分化速率发生了两次明显改变,而且这些分化速率变化都发生在青藏高原特有鱼类的分支中.本研究表明,青藏高原特有的多倍体化裂腹鱼类包含了两个独立起源的类群.裂腹鱼类的物种分化与晚第三纪以来的青藏高原隆升密切相关,其中,渐新世晚期至中新世中期的裂腹鱼类适应性分化与青藏高原南部地区以及喜马拉雅山脉的隆升相关;中新世中期到更新世早期的物种分化基本同晚第三纪青藏高原隆升的主要阶段相一致;而更新世以来裂腹鱼属(Schizothorax)的物种分化则和青藏高原快速隆升过程中的昆仑-黄河运动及共和运动密切相关.     

动物多倍体的遗传和进化

早在1925年,Muler认为动物多倍体的性不平衡,不可能使两性多倍体作为自然界的实体在动物中存在之后,一些学者也认为动物多倍体在进化中的地位并不重要,然而,近二十年来,从无脊椎动物到脊椎动物都发现了许多多倍体的物种,有孤雌生殖的三倍体、四倍体,也有两性生殖的三倍体、四倍体、六倍体和八倍体。在昆虫和鱼类中,甚至存在着多倍体的科、属。已发现的多倍体动物,在适应性等方面远胜于它们二倍体祖先,有的甚至取代和消灭了它的祖先。动物多倍体的存在受到了生物学家     

世界首例异源四倍体鲫鲤鱼在湘诞生

湖南师范大学生命科学学院及其协作单位湖南湘阴东湖渔场 ,应用细胞工程与有性杂交相结合的综合技术 ,成功培育出世界首例遗传性状稳定且能自然繁殖的四倍体鱼类种群 ,并以此四倍体鱼同二倍体鱼杂交 ,又成功地培育出不育的三倍体鲫鱼 (湘云鲫 )和三倍体鲤鱼 (湘云鲤 )。 2 0 0 0年 10月 ,以我国著名的遗传育种专家朱作言院士、水生生物专家林浩然院士和细胞生物专家翟中和院士为首的鉴定委员会认为 ,“这一成果标志着我国科学家在鱼类多倍体育种的理论和应用方面均取得了创造性的突破 ,达国际领先水平。”多倍体育种研究是鱼类育种领域中的…     

多倍体鲫鲤原始生殖细胞的标记及其迁移研究

原始生殖细胞(primordial germ cells, PGCs)的起源和迁移已在多种鱼类进行了研究,但多倍体鲫鲤原始生殖细胞的标记和迁移尚未见报道。本实验室前期通过远缘杂交方法成功获得了一个倍性明确、亲缘关系清晰的多倍体杂交鱼研究体系,该体系由异源四倍体鲫鲤及其二倍体父母本和三倍体杂交后代组成。本文利用RNA定点表达(localized RNA expression, LRE)技术,将来自于斑马鱼的nanos1-3'-UTR与GFP融合后生成的m RNA注射入多倍体鱼受精卵中,首次对多倍体鲫鲤原始生殖细胞进行标记,并观察了其迁移途径。结果显示,多倍体鲫鲤PGCs能被斑马鱼GFP-nanos1-3'-UTR标记,并且多倍体鲫鲤PGCs的迁移与斑马鱼类似。本实验结果为多倍体鲫鲤原始生殖细胞的产生和迁移的研究提供了一些基础数据。     

二倍体和四倍体鲫鲤杂交品系中基因组不兼容特性研究

正自然界中存在大量的多倍化植物,在有花植物中,大约70%都是多倍体。而在现生脊椎动物中仅有部分鱼类、两栖类和爬行类中存在多倍体现象。为何多倍体脊椎动物数目远比多倍体植物较少至今仍是个谜。传统的解释有性别决定障碍、生理和发育限制(特别是细胞核-细胞质之间的相互作用和关联因素)、基因组休克或者剧烈的基因组重新构建等原因。杂交及多倍化会引发大量的遗传水平的基因组失衡现象,如非正常的四价染色体、剂量补偿失衡、高频率的DNA突变和重组,以及非孟德尔式遗     

脊椎动物的多倍体

脱氧核糖核酸(DNA)是生物的重要遗传物质,其含量的增加在生物演化中有重要作用。高等生物中的基因组重复(genome duplication)(多倍体现象)、是增加DNA量的方式之一。主要内容是染色体数目和DNA量逐倍或近似成倍地增加;三倍体鱼类的脑细胞和红血球的体积按比例增加。非多倍体生物的体     

虹鳟二倍体与人工四倍体核型的比较

多倍体鱼由于生长快，适应性强，经济价值 高等特点，而可能成为鱼类增殖高产的优良品 种。研究它们的核型可为遗传育种提供基础资 料。     

湖南师范大学鱼类发育生物学研究室

湖南师范大学鱼类发育生物学研究室自20世纪50年代以来就从事淡水鱼及其它水生经济动物生殖生理和育种研究。在刘筠院士领导下,该研究室在多倍体鱼育种、四大家鱼、龟、鳖、蛙、大鲵等的繁殖和育种厅面开展大量系统的研究工作,并取得了突出成绩：该研究室属于省部共建国家重点实验室培育基地、教育部重点实验室、湖南省重点实验室,也是教育部多倍体鱼繁殖及育种技术工程研究中心。