异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和它们父母本线粒体DNA 12S rRNA基因遗传变异的分析

采用质粒克隆测序方法,获得了异源四倍体鲫鲤5个个体、异源四倍体鲫鲤雌核发育二倍体后代2个个体、三倍体湘云鲫2个个体及红鲫、湘江野鲤和日本白鲫各1个个体的线粒体DNA 12S rRNA基因的全序列。经对比发现,异源四倍体5个个体共享2种单元型,异源四倍体鲫鲤雌核发育二倍体后代2个个体、三倍体湘云鲫2个个体以及红鲫、湘江野鲤和日本白鲫各1个个体分别共享1种单元型。用MEGA 1.0 软件分析了它们的碱基组成和核苷酸序列差异,用邻接法构建系统进化树。它们间的序列同源性在95%~99%之间,异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和它们母本（分别为红鲫和日本白鲫）之间的序列同源性大于异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和它们父本（分别为湘江野鲤和异源四倍体鲫鲤）之间的序列同源性,结果表明：异源四倍体鲫鲤和三倍体湘云鲫在线粒体DNA 12S rRNA基因上具有母性遗传特征。本研究另一值得注意地方的是异源四倍体鲫鲤经过9代(F3-F11)繁殖后,在5个个体中发现了2种单元型,说明在四倍体基因库中存在遗传多样性,为四倍体基因库的繁殖、保护和种群复壮提供了一些有价值的信息。     

异源四倍体鲫鲤雌雄差异的RAPD标记

异源四倍体鲫鲤是从红鲫和湘江野鲤的杂交后代选育出来的,已经形成了一个遗传性状稳定的四倍体鱼新种群。用异源四倍体鲫鲤(雄性)和二倍体白鲫(雌性)生产的三倍体湘云鲫已经在全国推广应用。因此,如果能够了解异源四倍体鲫鲤的性别分化机制,人为地控制异源四倍体鲫鲤的性别分化,生产出大量的超雄鱼,这对于三倍体湘云鲫的产业化生产有重要的意义。刘少军等对异源四倍体鲫鲤的染色体组型进行了分析,并没有发现异源四倍体鲫鲤有明显的特化的性染色体,这说明通过细胞遗传学研究异源四倍体鲫鲤的性别遗传机制是有困难的。       

异源四倍体鲫鲤群体遗传多样性的RAPD分析

湖南师范大学和湘阴县东湖渔场合作,经过10多年的研究,获得了两性可育的异源四倍体鲫鲤群体1—7,目前已经繁殖到了F14。异源四倍体鲫鲤具有4套染色体(4n=200),它们的遗传多样性水平怎么样?这是关系到异源四倍体鲫鲤这一新的种质资源能否生存和进化的问题,有必要从分子水平进行深入的研究。随机扩增多态DNA(Random Am-plified Polymorphic DNA,RAPD)是建立在PCR基础之上的一种DNA分子标记技术8,具有简便、快速、实验成本低等特点,因此被广泛应用于物种的遗传多样性分析、亲缘关系的探讨和系统进化等方面的研究9—15。本研究采用RAPD技术,检测了异源四倍体鲫鲤群体的遗传多样性水平,以期为异源四倍体鲫鲤的人工繁殖、种群复壮以及种质资源保护提供DNA水平上的依据。       

从ATPase8-6基因研究杂交多倍体鱼线粒体母性遗传

异源四倍体鲫鲤是世界上首例人工培育的两性可育并形成群体的且能自然繁殖的四倍体鱼。本文采用质粒克隆测序法测定了红鲫、异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤的ATPase8和ATPase6基因全序列 ,结合鲤鱼、日本白鲫和斑马鱼的同源序列 ,对不同倍性水平鲤科鱼类的ATPase8和ATPase6基因进行了比较 ,分析了碱基组成、变异情况以及核苷酸和氨基酸序列差异。红鲫、鲤鱼、异源四倍体鲫鲤、日本白鲫、三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤之间的序列差异为 0 0 % - 1 3 4 % ,它们与外群斑马鱼之间的序列差异为 2 7 9% -31 0 %。用MEGA软件中的MP法、ME法、NJ法和UPGMA法构建分子系统树 ,得到了相似的拓扑结构。结果分析表明 ,人工杂交多倍体异源四倍体鲫鲤、三倍体湘云鲫和三倍体湘云鲤在线粒体ATPase8和ATPase6基因上具有严格的母性遗传特征。值得注意的是 ,异源四倍体鲫鲤经过 1 1代的繁育后 ,与其原始母本红鲫仍然保持了非常高的同源性 ,说明了新的异源四倍体基因库在线粒体ATPase8和ATPase6基因上拥有稳定的遗传特性。对不同倍性鲤科鱼类线粒体ATPase8和ATPase6基因的研究表明 ,ATPase8和ATPase6基因是杂交鱼后代遗传变异研究的一个很好的分子标记     

转基因异源四倍体鲫鲤F1的研究

采用显微注射法将含有鲁鱼β－actin基因启动子的草鱼生长激素基因“全鱼”基因pCAgcGHc转入异源四倍体鲫鲤,然后使其自交得到转基因异源四倍体鲫鲤F1,对150日龄F1体重和体长进行检测,可明显看见转基因异源四倍体鲫鲤F1的生长优势;取F120尾,提取尾鲤基因组DNA,采用合适的引物,PCR方法检测转基因异源四倍体鲫鲤F1是否含有外源生长激素基因,结果150日龄F1阳性率达到90％,且有些雄性个体可以挤出少量精液,而普通150日龄异源四倍体鲫鲤无此现象,文章阐明了通过近交筛选转基因异源四倍体鲫鲤种系具有重要意义。     

异源四倍体鲫鲤的性腺发育研究

采用组织切片技术对异源四倍体鲫鲤的性腺进行了研究。结果表明：异源四倍体鲫鲤的性腺发育程序和普通鲤鲫鱼相似,可以分为6个时期。雌雄个体都能达到性成熟,其中个体性成熟年龄为一周年;雄性个体比雌性个体成熟早,150日龄即可达到性成熟。成熟卵巢的成熟系数为9．25％－15．60％,成熟精巢的成熟系数为1．65％－5．19％。成熟期卵径为1670．4－1780．5μm之间,成熟精子头径为2．3－2．4μm。繁殖期为每年3－5月份。该研究证明异源四倍体鲫鲤的性腺发育是正常的,雌雄个体都能达到性成熟。     

异源四倍体鲫鲤雌核发育后代的RAPD分析

在优化RAPD(随机扩增多态性DNA)检测条件基础上,从134个随机引物中筛选出53个扩增较好且多态性强的引物,对异源四倍体鲫鲤第1代(G1)、第2代(G2)人工诱导的雌核发育二倍体后代群体的DNA多态性及分子标记进行了分析。结果显示,53个随机引物在G1群体和G2群体中检测到的位点数分别为541、511,其中多态性位点数分别为70、52,多态位点比例分别为12.94%、10.18%。两个群体的平均遗传距离分别为0.0732、0.0464。研究表明,经过连续2代人工雌核发育,G2的遗传多样性明显减少,种质进一步纯化。还从53个随机引物的扩增谱带中找到了2个引物(S50、S223)的特异扩增谱带,可以作为第1、2代雌核发育群体间的分子遗传标记。由计算机软件程序构建的分支系统树清晰地反映了两个雌核发育群体及其个体间的相互关系。       

异源四倍体鲫鲤及其原始父母本细胞周期蛋白B基因克隆与分子遗传分析

细胞周期蛋白(cyclin)B是真核细胞周期运转中调控G2期至M期转化的关键因子.本实验根据斑马鱼细胞周期蛋白 B1基因的剪切方式,设计3对特异于金鱼和银鲫细胞周期蛋白B基因外显子区兼并引物,首次扩增出异源四倍体鲫鲤及其原始亲本红鲫和鲤鱼细胞周期蛋白B基因2条大小分别约为2.4 kb和2.1 kb的片段.测序及比对分析表明：这3种鱼的细胞周期蛋白B基因2个片段均包含8个外显子和7个内含子.内含子剪切位点符合GT/AG规则,推测细胞周期蛋白B基因2个片段可能是细胞周期蛋白B基因的2种存在形式.异源四倍体鲫鲤与其原始父母本细胞周期蛋白B基因片段序列的比较结果表明：无论是外显子区还是内含子区,异源四倍体鲫鲤与其原始亲本都具有较高的遗传相似性,在1 025 bp的外显子序列中相同的碱基位点数达963个,为异源四倍体鲫鲤来源于红鲫和鲤鱼提供了分子证据;同时,异源四倍体鲫鲤与其原始亲本差异碱基位点的存在又表明这一独特的多倍体物种与其原始亲本存在着进化上的变异.此外,还分别以细胞周期蛋白B基因外显子和内含子序列构建了包括异源四倍体鲫鲤及其原始父母本在内的系统进化树.结果初步表明：对于亲缘关系较近的物种,用外显子和内含子序列构建的系统进化树与传统的物种进化树一致;而对于亲缘关系较远的物种,用内含子序列构建的进化树与传统的物种进化顺序存在较大差异.     

红鲫C1HD近交系RAPD标记的建立

目的建立红鲫C1HD近交系的RAPD标记。方法从80条随机引物中筛选出20条扩增效果和多态性较好的引物,对8尾红鲫C1HD近交系和8尾普通红鲫基因组DNA进行RAPD扩增。结果S333引物扩增出一条特异性条带,大小约为2.1 kb。结论S333引物扩增出的特异性条带可以作为区分普通红鲫与红鲫C1HD近交系的分子遗传标记。     

三倍体湘云鲫2号线粒体DNA含量与其不育的相关性研究

三倍体湘云鲫2号是通过倍间杂交产生的一种多倍体鱼(红鲫(♀)×异源四倍体鲫鲤(♂)),因其不育性状,具有重要的生产和科研价值。有研究表明线粒体在动物育性的分子调控机制中扮演了重要角色,但在鱼类中尚没有相关的研究报道。利用本实验室特有遗传背景清晰的实验鱼品系(三倍体湘云鲫2号、二倍体红鲫、异源四倍体鲫鲤和同源三倍体鲫),通过荧光定量PCR技术对比分析了它们性腺中线粒体DNA的拷贝数,发现三倍体湘云鲫2号雄性个体精巢中mt DNA含量较正常水平高,雌性个体卵巢中mt DNA含量较正常水平低。实验首次从线粒体DNA含量影响生殖细胞发育的角度探索线粒体与三倍体湘云鲫2号不育的关系,为三倍体湘云鲫2号不育分子机制的研究提供了一些新的基础数据。     

Comparative and Evolutionary Analysis of the Cytochrome b Sequences in Cyprinids with Different Ploidy Levels Derived from Crosses

The mitochondrial cyt b genes in the allotetraploid and triploid crucian carp as well as triploid common carp were isolated and completely sequenced. Their DNA sequences were compared with those derived from the cyt b genes of the red crucian carp, Japanese crucian carp, and common carp with MEGA 1.0 software. Phylogenetic analysis revealed the sister relationships between allotetraploid and diploid red crucian carp, between the triploid crucian carp and diploid Japanese crucian carp, and between triploid common carp and diploid common carp. Our results indicated the cyt b genes in the allotetraploid, triploid crucian carp, and triploid common carp were maternally inherited. Through maternal inheritance, the cyt b gene in the F11 tetraploid displayed extremely high similarity to that in the female parent red crucian carp after 11 generations (from F1 to F11 hybrids). Since the establishment of the new tetraploid stocks has great significance in analyzing evolutionary theory of vertebrate and in improving aquaculture industry, analysis of the cyt b gene and the elucidation of the variation of the cyt b gene DNA in different cyprinids prove that cyt b is a useful genetic marker to monitor the variations in the progeny of the crosses.     

应用微卫星多态分析四个鲤鱼群体的遗传多样性

选择12个斑马鱼功能基因的微卫星标记和12个鲤鱼微卫星标记,检测黑龙江鲤(Cyprinus carpiohaematopterusTemminck et Schlegel)、散鳞镜鲤(C.carpio)、荷包红鲤抗寒品系(C.carpiovar.wuyuanensis)、松浦鲤(C.carpioSongpu carp)的群体遗传多样性。共检测到3882个扩增片段,长度为126～489bp,在群体间扩增出1～5个等位基因不等,共计59个等位基因,平均等位基因2.46个。数据经PHYLIP V3.6软件估算和MEGA3软件作图,确立4个群体间的亲缘关系。并应用Bootstrap检验估计系统树中节点的自引导值,并进行了系统发生分析。结果表明①4个群体检测的有效等位基因数都在55个以上,平均观测杂合度为0.36～0.43,平均期望杂合度为0.49～0.53,平均多态信息含量为0.21～0.25,说明这几个群体多态性属于中度偏高水平,遗传多样性较高;②群体间相似系数都在0.84以上,遗传距离较近,为0.067～0.170,与前人研究结果一致。聚类分析显示,松浦鲤与散鳞镜鲤亲缘关系最近,荷包红鲤抗寒品系与它们的亲缘关系较黑龙江鲤更近;③在3个斑马鱼功能基因相关的微卫星位点上,黑龙江鲤缺失特异扩增条带,这可能与几种鱼类的育成史有关。     

鲤鲫人工多倍体谱系中同工酶和蛋白的基因表达

通过对红鲤、红鲫、镜鲤、鲤鲫杂种二倍体一代,二代,鲤鲫杂种三倍体,鲤鲫复合三倍体,鲤鲫杂种四倍体一代,二代的同工酶及蛋白电泳谱型和扫描数据分析表明,在鲤鲫人工多倍体谱系中,亲代的等位基因在杂交子代中共有四种表达模式;（1）两亲本基因在子代中共同表达,即共显表达;（2）父本的基因表达受到部分或完全的抑制,即母本的基因优先得到表达;（3）母本的基因表达受到抑制,父本的基因得到表达;（4）双亲本的基因表达均受到一定程度的抑制或都不表达。其中第一种表达模式是主要的模式。根据以上基因在杂交子代中的表达特点,可用同工酶和蛋白电泳图谱将鲤鲫人工多倍体谱系的各种生物型逐一加以区分。     

银鲫复合种外源遗传物质整入的RAPD分析

在优化ＲＡＤＰＤ检测条件的基础上,采用４０对随机引物,比较分析了银复合物,异育银鲫和兴国红鲤相互间扩增ＤＮＡ片段的异同性。总的来说,银鲫复合种和异育银鲫具有基本一致的扩增产物,而与兴国红鲤的扩增产物多数不同,相似率分析表明,银鲫复合种与兴国红鲤之间的相似率为３１．６％,异育银鲫与兴国红鲤之间的相似率为２８．６％。在分析中,除发现银鲫复合种,异育银鲫与兴国红鲤间共有扩增片段外,还发现了银鲫复合种与兴     

Evidence for maternal inheritance of mitochondrial DNA in allotetraploid.

The complete mitochondrial DNA (mtDNA) sequences of the allotetraploid and red crucian carp were determined in this paper. We compared the complete mtDNA sequences between the allotetraploid and its female parent red crucian carp, and between the allotetraploid and its male parent common carp. The results indicated that the complete mtDNA nucleotide identity (99.7%) between the allotetraploid and its female parent red crucian carp was higher than that (89.0%) between the allotetraploid and its male parent common carp. Moreover, the analysis on the start and stop codons, overlaps and spacers, and phylogeny of the mt genomes indicated the genetic relationship between the allotetraploid and its female parent red crucian carp was closer than that between the allotetraploid and its male parent common carp. Our results indicated that the allotetraploid mt genome was strictly maternally inherited. Through maternal inheritance, the mt genome in the F(11) allotetraploid displayed extremely high similarity to that in the female parent red crucian carp after 11 generations (from F(1) to F(11) hybrids). Such results indicated that the F(11) allotetraploid possessed the stable inheritance characteristic. Thus the tetraploid stocks possessed the good base to form a new tetraploid species in the future. Since the establishment of the new tetraploid stocks has the great significance in analyzing evolutionary theory of vertebrate and in improving aquaculture industry, analysis of the mt genome and the elucidation of the variation of the mt genome in the allotetraploid and its parents proved that it was a useful genetic marker to monitor the variations in the progeny of the crosses.     

锦鲤4个人工雌核发育家系的微卫星标记研究

利用Crooijmans et al.(1997)分离的包含CA重复单元的普通鲤鱼（Cyprinus carpio L.)的8个微卫星DNA标记,对从锦鲤（Cyprinus carpio L.)的红白,大正和昭和3个不同品系中所获得的4个不同人工雌核发育家系的20尾个体进行PCR扩增。电泳结果表明,8对引物在20尾个体中均能重复稳定地扩增出相应的同源序列。随引物不同,各等位基因数为1－11个,大小在68－264bp。在MFW4,MFW7,MFW19,MFW20,MFW23和MFW24 6个微卫星的扩增结果中,20尾个体的扩增图谱呈现了高度的遗传多态性,不同雌核发育家系内个体的遗传异质性也较大。其中大正（TaS)和红白1（RW1）的个体不仅花色分化显著,而且个体间的平均遗传距离分别高达0．28。通过对微卫星等位基因和基因型分析发现,由于锦鲤品系中的每一个体是通过不断地杂交选育而获得,基因组来源复杂,基因高度杂合。因此,只进行1代的人工雌核发育,其家系内仅部分个体的部分座位出现纯合。所获得的人工雌核发育锦鲤为后续的色素遗传调控机制研究提供了必要的实验材料;同时,所鉴定的微卫星分子标记为进行锦鲤的分子标记育种的基因组作图提供了理想的工具。     

人工雌核发育鲢的遗传多样性及异源遗传物质整入的RAPD分析

运用RAPD技术对连续二代人工雌核发育鲢的遗传多样性及异源遗传物质的整入进行了分析 ,结果表明 :一代雌核发育鲢 ,个体间遗传相似度为 0 94 5— 0 995 6 ,多样性指数为 0 175 ;二代雌核发育鲢 ,个体间遗传相似度为0 96 15— 1 0 0 ,平均为 0 985 2 ,多样性指数为 0 0 6 2。研究揭示经过连续二代人工雌核发育后 ,其遗传多样性明显减少 ,种质进一步纯化。通过对雌核发育鲢二代、亲本鲢和雄鲤的RAPD扩增比较 ,发现雌核发育鲢含有少数与父本相同的特异DNA扩增带 ,而亲本鲢没有 ,在基因水平上表明雌核发育鲢整入了雄鲤的遗传物质