Cytological Mechanism on the Integration of Heterologous Genome or Chromosomes in the Unique Gynogenetic Carassius auratus gibelio

银鲫（ＣａｒａｓｉｕｓａｕｒａｔｕｓｇｉｂｅｌｉｏＢｌｏｃｈ）是行天然雌核发育生殖的两性型三倍体鱼类,与普通两性融合生殖鱼类相比,具有独特的育种优势。八十年代以来,异育银鲫、复合四倍体异育银鲫的发现表明,雌核发育卵子不但具有保持自身全部染色体的能力,还能整合异源精子的部分遗传物质或整个基因组,影响雌核发育后代的性状。因此,搞清楚异源基因组的整合机制对于进一步弄清其发育模式以及诱导复合多倍体银鲫均具有十分重要的作用。两性融合发育鱼类的精子入卵后,精核在促精核活化因子的诱导下,可以逐渐解凝并形成雄性原核;而在天然雌核发育银鲫受精卵中,精核的解凝和原核化却被抑制。去掉卵壳的控制作用后,精核虽能在卵质中解凝却仍不能形成雄性原核（Ｆｉｇ．１）。可见,雌核发育银鲫与两性融合发育鱼类的卵质间必定存在某些差异。对哺乳类和两栖类卵质诱导精核原核化作用的研究表明,ＤＴＴ和蛋白水解酶能够分别还原精核组蛋白中ＳＳ和水解精核组蛋白,从而诱导精核在卵质中形成雄性原核。本文通过显微注射以及冷休克处理等诱导方法,探讨了人工诱导外源精核在银鲫卵中解凝和原核化,培育银鲫复合种的细胞学机制。实验结果显示,向银鲫卵质中注入胰蛋白酶、ＤＴＴ和     

银鲫染色体组型研究

黑龙江水系的银鲫(Carassius auratus gibelio)属天然三倍体鱼类,是实行天然雌核发育的两性种群4,7。关于它的染色体数目和组型国内外报道为3n=1564。但是我们在银鲫天然雌核发育机制研究中,有时涉及染色体数目鉴定,常见染色体数目超过156。鉴于昝瑞光报道滇池高背型鲫染色体数目为3n=162,有10个超数染色体5,为此我们对黑龙江省方正县双凤水库的雌、雄银鲫进行了染色体组型研究。       

复合四倍体异育银鲫产生的细胞学机制

银鲫是行天然雌核发育生殖的鱼类。以往对其繁殖生物学的研究一般都认为:异源父本的性状不能或仅能少量地在子代群体中得到表达。但桂建芳等(1991)在人工繁育的异育银鲫群体中发现了具有一整套父本染色体组的复合四倍体鱼,其出现率为0.2％左右。此外,Kobayasi     

银鲫精子在两性融合生殖鱼类卵质中的受精特征

红鲤(♀)×银鲫(♂)的杂种胚胎均不能成活。受精细胞学研究结果表明,雌核发育银鲫的精核在两性融合生殖的鲤鱼卵质中能转化为雄性原核,并和雌性原核融合成合子核。但在卵裂开始后,可观察到某些异常现象,如染色体丢失,多极纺锤体形成,以及第二次卵裂时受精卵的两分裂球的非同步性分裂等。我们初步认为,雌核发育银鲫的染色体和两性融合生殖的鱼类染色体之间存在某种不相容性,表现为彼此间的互相排斥。出现这种现象可能和银鲫染色体组的雌核发育遗传背景有关。     

雌核发育进行银鲫遗传育种新进展

近年来,人工诱导雌核发育作为一种崭新的技术在鱼类遗传育种研究中正日益引起人们的普遍关注。银鲫作为天然雌核发育的代表,以其独特的生殖方式和重要的经济价值,在理论研究和生产实践中均具有重要意义,本文概要介绍了银鲫的生殖方式,天然群体中优良品系的选育、异源精子对银鲫子代的生物学效应及其在生产实践中的应用－异育银鲫的选育,以及结合染色体倍性操作技术培育四倍体复合鲫的研究近况及发展前景。     

雌核发育银鲫的受精生物学研究——天然雌核发育银鲫繁殖方式的讨论

本文研究了同源雌核发育银鲫精子在4种类型的雌核发育银鲫卵中的发育特征。初步揭示了天然雌核发育银鲫根据精子的来源不同而分别具有二种不同的繁殖方式,对其在维持雌核发育银鲫种群生存,促使克隆分化等方面的独特的生物学意义进行了讨论。     

两种发育型鱼类卵母细胞成熟过程中促精核发育现象的研究

采用实验细胞学技术,比较研究了红鲤精核在雌核发育鱼类(银鲫)和两性融合发育鱼类(红鲤、彩鲫)卵母细胞成熟各阶段中的发育状况,结果表明:在两性融合发育鱼类中,当卵母细胞发育到胚泡破裂期吋,精核开始解凝发育,及至第一次成熟分裂中期后阶段,高度解凝的精核才开始原核化,相应地,在雌核发育银鲫中,精核也只有在与胚泡物质接触后,才能开始解凝,并且在三极纺锤体形成后期初步原核化,但与两性融合发育鱼类相比,精核的原核化程度明显降低。这些实验结果初步揭示,在两性融合和雌核发育鱼类卵中均可产生促精核解凝和原核化的两类因子(SNDFs和SPDFs),其中SNDFs的活性表达起始于卵母细胞胚泡破裂时期,而SPDFs活性则产生于第一次成熟分裂中期后或三极纺锤体形成后阶段,并且两性融合发育鱼类卵中的SPDFs活性远远高于雌核发育鱼类卵母细胞。     

雌核发育银鲫微卫星突变速率和突变模式

银鲫是天然雌核发育的三倍体两性型种群, 因其遗传背景和生殖方式的特殊性, 已经成为研究单性和多倍体脊椎动物进化遗传学的理想模式鱼类。利用33个微卫星序列对雌核发育银鲫的突变速率和突变模式进行研究, 结果表明: (1) 22个子代个体中, 检测到1尾个体在15个微卫星位点具有18个突变等位基因; (2) 每个微卫星位点每代总体平均突变率是1.16×10-2, 95%置信区间是6.87×10-3~1.83×10-2, 与其他鱼类相比, 雌核发育银鲫的突变率明显偏高, 这与天然雌核发育鱼类处在单性生殖和两性生殖的过度阶段有密切关系; (3) 具有突变等位基因的13个位点的重复单元数目都在10次以上, 11个复合型微卫星位点的突变率(1.31×10-2)与21个完美型位点(1.00×10-2)的突变率没有明显差异(P = 0.67), 微卫星突变率受到重复单元数目的影响, 然而与重复结构类型和侧翼序列GC碱基含量无相关性; (4) 序列分析表明, 雌核发育银鲫的微卫星突变模式并不严格遵守逐步突变模型。     

广东雌核发育鲫鱼的生物学及养殖试验的初步研究

迄今为止,关于银鲫是天然雌核发育的鱼类已由许多学者所证实。然而,生活在广东省翁源县等地的“缩骨鲫”(与淡水中习见的鲫鱼体型及生活生殖方式均不一样)。目前仅有过一般报道。       

雌核发育和两性融合发育鱼卵调控精核受精发育的生化特性研究

两性融合生殖的鱼卵受精后,精核能疏松、解凝,形成雄性原核：雌核发育银鲫卵子受精后,精核发育受到抑制,无法形成原核。采用显微注射去膜精核以及细胞学和电镜观察的方法,本文对两类鱼卵受精后精核早期发育的生化性质进行了初步探讨,并着重研究了雌核发育银鲫卵子控制精核发育的生化特征。实验结果显示,两性融合生殖鱼类卵质中,一定量的Ｃａ２＋的存在,二硫键的还原作用对于精核的发育显然是必要的;而在雌核发育银鲫卵中,Ｃａ２＋的功能和二硫键的还原作用与精核发育受到抑制之间并无直接联系。银鲫卵质中似乎显示出异常的磷酸酶脂解活性,导致磷酸化过程无法进行,使精核解凝受到阻碍。另外,两性融合生殖的鱼卵重质层中具有大量诱导精核原核化的有关因子,而银鲫卵质中则缺少该因子（或活性极低）。银鲫卵质中还可能缺乏某些与雄性原核的核膜重组装有关的大分子物质。     

银鲫种内的遗传标记及其在选种中的应用

用聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳分析了银鲫和异育银鲫的血清蛋白和肝脏酯酶,发现这两种鱼的血清蛋白和肝脏酯酶各具有4种不同的表型。由同一母本银鲫繁殖的子代——银鲫或异育银鲫,具有与母本相同的表型,只是在异育银鲫的肝脏酯酶谱型中另有一些无规律的变化,显然这是异源精子的作用所致。此外,这4种不同表型的鱼具有不同的生长能力,其差距最大可达50％．这些结果表明,天然雌核发育的银鲫种内含有若干个不同的雌核发育系,这对于开展银鲫的选育研究具有重要的实践意义。     

雌核发育银鲫和两性融合发育鱼（红鲫和彩鲫）卵壳结构及其组成的比较研究

作者以两性融合发育鱼（红鲫、彩鲫）为对照,对雌核发育银鲫卵壳的表面结构及其可溶性蛋白的组成进行了研究：（１）雌核发育银鲫卵壳表面比较平滑,没有明显的嵴和沟;（２）雌核发育银鲫卵壳可溶性蛋白的含量略高于两性融合发育鱼（红鲫、彩鲫）,并且在ＩＩ区段存在一条分子量为１０万Ｄａｌｔｏｎ的特异蛋白区带。并对银鲫卵壳结构及组成的特殊性与银鲫卵初级控制作用间的关系进行了初步探讨。     

黑龙江方正银鲫雌核发育的细胞学初步探讨

雌核发育是一种特殊的繁殖方式,同种或异种精虫进入卵细胞内只刺激其发育,精虫头部并不形成有功能的雄性原核,结果卵细胞的发育只是在一个雌性原核的参与下进行(洛马索夫,1960)。许多研究报告证实银鲫用这种方式繁殖后代。Berg 1949年首次提出银鲫(Carassius auratus gibelio)雌核发育的假设,其后洛马索夫和哥洛温斯卡娅(1947,1954)用黑龙江移殖的银鲫雌鱼与鲫、野鲤、家鲤等雄鱼杂交,得到的后代完全与银鲫同型,并用细胞学方法证实了雄性精核在卵细胞的发育过程中没有与卵核融合。1966年,Cherfas报道了黑龙江一种雌核发育银鲫的染色体为三倍体。1971、1978年,小林弘先后发表了日本关东系三倍体银鲫(Carassius auratus lagsdorfii)雌核发育的细胞学研究报告,     

雌核发育银鲫和两性融合发育鱼（红鲫和彩鲫）卵壳结构及其组成的比…

作者以两性融合发育鱼为对照,对雌核发育银鲫卵壳的表面结构及其可溶性蛋白的组成进行了研究：（１）雌核发育银鲫卵壳表面比较平滑,没有明显的嵴和沟;（２）雌核发育银鲫卵壳可溶性蛋白的含量略高于两性融合发育鱼,并且在Ⅱ区段存在一条分子量为１０Ｄａｌｔｏｎ的特异蛋白区带。并对银鲫卵壳结构及组成的特殊性和银鲫卵初级控制作用间的关系进行了初步探讨。     

雌核发育银鲫卵抑制异源精子原核化的作用模式初探

雌核发育银鲫卵能抑制异源精子原核化,其个体发育完全由雌核控制。本实验通过去核、卵质转移和去除卵膜等手段,初步揭示了银鲫卵抑制异源精子原核化的作用,提出了双重控制的假说,即银鲫卵对异源精子具有初级控制和次级控制功能。初级控制可能是由于在精子进入卵子深部的通道上存在着某种特殊的抑制物的缘故,而次级控制的产生则可能是因为银鲫卵质中缺少某种两性融合生殖鱼类卵质所具有的促精子核化物质。     

雌核发育银鲫卵抑制异源精子原核化的作用模式初探

雌核发育银鲫卵能抑制异源精子原核化,其个体发育完全由雌核控制。本实验通过去核、卵质转移和去除卵膜等手段,初步揭示了银鲫卵抑制异源精子原核化的作用,提出了双重控制的假说,即银鲫卵对异源精子具有初级控制和次级控制功能。初级控制可能是由于在精子进入卵子深部的通道上存在着某种特殊的抑制物的缘故,而次级控制的产生则可能是因为银鲫卵质中缺少某种两性融合生殖鱼类卵质所具有的促精子核化物质。     

天然雌核发育银鲫卵子控制异源精核发育的受精学机制

作者对两性融合生殖鱼和雌核发育银鲫脱膜卵受精的精核发育进行了观察,并采用鱼类卵子无细胞系对以上两类卵质提取物体外诱导经Ｔｒｉｔｏｎ—Ｘ１００处理的精子及其发育进行了初步研究,结果表明在两性融合生殖型脱膜鱼卵中精核通过解凝最终形成原核,而在雌核发育的银鲫脱膜卵子中部分精核体积虽有一定程度的增加,但始终没有观察到原核的发育;在体外诱导实验中,经Ｔｒｉｔｏｎ—Ｘ１００处理的精子在两类卵质提取物中充分发育,都出现了类似体内原核的状态。该现象提示在银鲫卵质中存在有促使精核形成原核的因子,但在正常受精状态下,由于银鲫卵质促使精核核膜解体的功能的异常,使覆盖精子头部的核膜不能象在两性融合生殖受精卵子中进行崩解,精核进一步的原核发育受到抑制。另外,建立体外诱导系统的重要意义,在于它为研究雌核发育调控的分子学机制提供了一条有效途径。     

黑龙江一种银鲫(方正银鲫)群体三倍体雄鱼的核型研究

方正银鲫是黑龙江水系中一个具有特殊遗传性的两性型种群,群体中约有10—20％的雄性,其雌性行雌核发育。染色体分析表明,雄性方正银鲫具有156条染色体,与雌性方正银鲫的核型一致。参考前人的报告,将方正银鲫暂定为三倍体。核型组成包括21对中部、37对亚中部和20对亚端部及端部着丝点染色体,染色体臂数(N.F.)为272。本研究结果与前人关于两性型银鲫的研究结果有很大不同,与单性型银鲫的核型组成也不相同。我们还发现黑龙江水系的不同水域中,既存在着三倍体的两性型群体,也存在着二倍体的两性型群体。     

雌核发育银鲫子代中微卫星特异序列分析

雌核发育个体的基因型基本上完全与母本相同,这是源于卵子发生过程中没有经过减数分裂.父本的遗传物质是在随机水平、亚基因组水平或基因组水平参与到子代的遗传重组过程,从而对长期突变积累的雌核发育生物基因组进行补偿,一直是遗传学家关注的问题.本文对雌核发育银鲫特异个体及父母本5个微卫星位点的扩增条带进行了克隆测序,相似性比对结果显示,特异个体所表现的父咎匾霥NA条带,序列结果与父本完全相同或相似(SCM4、SCM9、YJ5),并在某些位点上保留了母本的特异条带(YJ5),而个体本身特异的DNA条带与父母本的相似性均较高(SCM13).同时,所检测到的个体经越冬后查验为雌性个体,进一步进行同源繁育,研究变异条带在繁殖中的命运.连续2代的繁育检测结果表明,融合了父本特异性条带的银鲫个体在繁殖过程中仍行雌核发育的生殖方式,变异来的条带能够传递给子代,进一步证实同源雌核发育银鲫通过小概率两性融合事件丰富银鲫种群的遗传多样性[动物学报 53(3):537-544,2007].     

复合四倍体异育银鲫个体间遗传异质性的研究

用聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳,分析比较了４个不同的银鲫雌核发育系,红鲤和复合四倍体异育银鲫鳍的５种不同的同工酶及蛋白表型的差异,表明复合四倍体异育银鲫表型上的差异主要是来自银鲫种内的遗传差异（不同的雌核发育系）。来源于同一个银鲫雌核发育系的复合四倍体异育银鲫,个体间的ＥＳＴ同工酶出现差异,并与父体红鲤的ＥＳＴ同工酶的多态性相关,因此,复合四倍体异育银鲫个体间的异质性也包含了来自父本的遗传影响。在所检测