二倍体雌核发育鱼产生二倍体卵子的证据

二倍体雌核发育第 1代 (G1)产生的二倍体卵子经紫外线灭活的散鳞镜鲤精子诱导 ,无需染色体加倍处理 ,发育成二倍体雌核发育第 2代 (G2 ) ;G1 产生的二倍体卵子与雄性异源四倍体鲫鲤 (AT)产生的二倍体精子结合 ,形成新型两性可育的异源四倍体鲫鲤 (G1 ×AT)。对G2 和新四倍体 (G1 ×AT)的体细胞染色体数目、生殖细胞染色体行为及性腺结构、外形、生长速度等生物学特征进行了研究。结果表明 :G2 体细胞染色体数目为 2n =1 0 0。在 6～ 1 2月龄G2 中 ,没有发现性成熟的个体 ,组织学切片结果表明 ,G2 性腺处于卵原细胞增殖阶段 ,与 1龄G1 的性腺发育相似 ,性腺发育迟缓。对 6～ 8个月龄G2 性腺染色体制片进行观察 ,结果表明 ,G2 生殖细胞的染色体没有二价体的形成 ,只有有丝分裂的迹象 ,其有丝分裂中期不但有 2n =1 0 0的染色体分裂相 ,还有 4n =2 0 0的染色体分裂相 ,甚至有接近 8n(380 )的分裂相 ,说明 1龄G2 的性腺中存在 2n、4n等多种类型的生殖细胞 ,其中 4n的生殖细胞经正常的减数分裂后可产生二倍体卵子。核内复制 (pre meioticendoreduplication)学说可以较好地解释这种不减半配子产生的现象。新四倍体 (G1 ×AT)体细胞染色体数目为 4n =2 0 0 ,雌雄新四倍体 (G1 ×AT)具有正常的性腺发育 ,在繁殖季     

异源四倍体鲫鲤的受精细胞学

异源四倍体鲫鲤的成熟卵子处于第二次减数分裂中期,精子通过受精孔进入卵内。精子入卵以来,受精孔立即被受精塞堵住。受精后8min,受精卵出现明显的精子星光,同时进入第二次减数分裂后期,即将排出第二极体;13min时,精子头部开始膨胀,趋向核化;18min时,雌雄原核均已形成,并向胚盘中央靠近;23min时,雌,雄原核开始接触;33min时,雌,雄原核完全融合成为一个合子核;38min时,受精卵开始第一次卵裂,53min后分裂形成两个子核。该研究证明异源四倍体鲫鲤和大多数二倍体鱼一样,具有正常的受精细胞学程序,受精方式为单精受精。     

异源四倍体鲫鲤的受精细胞学

异源四倍体鲫鲤的成熟卵子处于第二次减数分裂中期,精子通过受精孔进入卵内.精子入卵以后,受精孔立即被受精塞堵住.受精后8 min,受精卵出现明显的精子星光,同时进入第二次减数分裂后期,即将排出第二极体;13 min时,精子头部开始膨胀,趋向核化;18 min时,雌雄原核均已形成,并向胚盘中央靠近;23 min时,雌、雄原核开始接触;33 min时,雌、雄原核完全融合成为一个合子核;38 min时,受精卵开始第一次卵裂,53 min后分裂形成两个子核.该研究证明异源四倍体鲫鲤和大多数二倍体鱼一样,具有正常的受精细胞学程序,受精方式为单精受精.     

热休克诱导虹鳟二倍体雌核发育

本文采用温度休克的方法进行了虹鳟二倍体雌核发育试验。发眼率为１２．６６％,孵化率为０．２１％,获得雌核发育二倍体虹鳟鱼苗１７尾。试验结果表明,只要处理方法得当就可以获得二倍体雌核发育的虹鳟幼苗。     

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。       

二倍体鲫鲤F2产生不同倍性卵子的证据

在检测到鲫鲤F2产生3种不同大小(直径分别为0.13 cm,0.17cm和0.2 cm)类型的卵子基础上,进行了F2(♀)×红鲫(♂)及F2(♀)×四倍体鲫鲤(♂)的交配实验.通过染色体计数和流式细胞仪分析,在F2(♀)×红鲫(♂)后代中获得了四倍体、三倍体、二倍体鱼;在F2(♀)×四倍体鲫鲤(♂)后代中获得了四倍体和三倍体鱼.这两个交配组合后代中出现的不同倍性的鱼类为证明鲫鲤F2能产生三倍体、二倍体和单倍体卵子提供了进一步证据.F2(♀)×红鲫(♂)中雄性四倍体鱼的存在说明在四倍体后代中存在基因型为XXXY的个体.对上述两个交配组合后代的四倍体鱼和三倍体鱼的性腺结构观察表明四倍体鱼是可育的,而三倍体鱼是不育的.作者认为鲫鲤F2能够产生二倍体和三倍体卵子与核内复制机制和生殖细胞的融合有关.     

异源四倍体鲫鲤雌核发育后代及其亲本RAPD分析

异源四倍体鲫鲤是湖南师范大学鱼类发育生物学实验室和湖南湘阴县东湖渔场在红鲫(♀)和湘江野鲤(♂)的杂交后代中选育出来的四倍体鱼,目前已连续繁殖14代(F3-F16),已形成一个四倍体性能代代相传、遗传性状稳定的四倍体鱼群体,这是世界上唯一人工培育的两性可育的异源四倍体鱼[1—2]。利用四倍体鱼与二倍体白鲫、二倍体鲤鱼杂交,可获得生长快、肉质鲜美、抗病力强等优良性状的不育三倍体湘云鲫、三倍体湘云鲤[3],并已在全国28个省市推广养殖,取得了显著的经济和社会效益。异源四倍体鲫鲤雌性个体产生的二倍体卵子具有两套染色体,在没有染色…     

用雄核发育方法制备改良异源四倍体鲫鲤群体

用UV照射金鱼的卵子使其卵核的遗传物质失活, 再与异源四倍体鲫鲤(AT)产生的二倍体精子受精, 在无雄核染色体加倍处理情况下, 成功地获得了两性可育的二倍体雄核发育鱼(A₀). Ⅱ龄性成熟的A₀自交形成了雄核发育鱼自交子一代(A₁). 本研究对10月龄A₁的染色体数目、性腺的显微和亚显微结构以及外型特征进行了观察, 实验结果表明: (ⅰ) A₁中包含有四倍体(A₁-4n)、三倍体(A₁-3n)以及二倍体后代(A₁-2n), 他们所占比例分别为85%, 10%和5%, 其染色体数目分别为4n=200, 3n=150和2n=100. 其中四倍体和三倍体的形成证明二倍体A₀能产生二倍体配子. 二倍体雄核发育鲫鲤杂交鱼产生二倍体配子的原因与早期生殖细胞的核内复制机制有关. (ⅱ) A₁-4n的性腺为两性型且发育正常. 其中雄性个体能挤出白色精液, 其中的二倍体精子头部明显比红鲫的单倍体精子头部大. 这些二倍体精子具有正常结构, 由头部和尾部组成, 头部与尾部交接处有多个线粒体, 精子尾巴的中央轴有典型的“9+2”微管结构. A₁-4n雌性个体的卵巢发育饱满, 其中含有大量Ⅱ, Ⅲ和Ⅳ时相的卵母细胞. 在Ⅳ时相卵母细胞的放射膜上能观察到受精孔. 同时期的A₁-2n, A₁-3n的性腺发育异常, 均表现为不育. A₁-2n的不育性与其为远源杂交二倍体有关, A₁-3n的不育性与其为远源杂交三倍体有关. (ⅲ) 与AT相比, A₁-4n不仅具有生长速度快、抗逆性强的优点, 而且在外型上具有体背高、尾柄短、头部小等优良性状. 本实验说明运用雄核发育技术不仅能获得两性可育的四倍体鱼, 而且能对异源四倍体鲫鲤进行有效的遗传改良, 这在细胞遗传研究和鱼类育种方面都具有重要意义.     

二倍体和四倍体泥鳅染色体组型比较

根据陈景星1 的论述,分布于中国境内的泥鳅属(Misgurnus) 的鱼类共有三种:北方泥鳅 (M.bipartitus) 、黑龙江泥鳅(M.mohoity) 和泥鳅(M.anguillicaudatus) 。       

普通番茄四倍体与二倍体杂交的杂种不育性研究

以普通番茄的四倍体为母本与二倍体杂交时,花粉萌发、花粉管生长及双受精过程都正常;对受精的胚珠形态结构观察得知:4天前幼胚和胚乳发育正常,授粉后4天胚乳出现异常开始退化,5天时这种异常现象更明显,第7天胚乳已完全解体。幼胚在胚乳完全解体前发育正常,而胚乳解体后,幼胚也开始解体。所以普通番茄二倍体与四倍体杂交的杂种不育的原因,在于胚乳败育以及胚的死亡。     

MAPK在不同生殖特性鲫鲤杂交鱼性腺组织中的表达分析

运用Western-blot技术和免疫组织化学来检测丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)家族成员细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase,ERK)和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)在不同生殖特性鲫鲤杂交鱼性腺组织中的表达。研究表明,JNK、ERK在鱼类性腺组织中均有较高量的表达,但在鱼类卵巢和精巢间、雌核发育二倍体鲫鲤和不同倍性鱼的性腺组织间,JNK或ERK的表达量并不存在明显的差异,而P-JNK在雌核发育二倍体鲫鲤性腺中的表达量远高于三倍体和四倍体鲫鲤的卵巢组织。此外,JNK和ERK在雌核发育二倍体鲫鲤早期性腺性原细胞中均有阳性表达。其中,JNK在10月龄雌核发育二倍体鲫鲤性腺中的阳性反应强度高于6、8月龄;而ERK在8月龄和10月龄的性腺中的阳性反应则弱于6月龄。结果表明JNK通路可能对雌核发育二倍体鲫鲤产生不减数配子具有重要调控作用。     

彭泽鲫两个雌核发育克隆的染色体组型分析

采用PHA和秋水仙素体内注射法直接制作肾细胞染色体标本,对彭泽鲫种群内两个不同雌核发育克隆的亲本进行染色体数目及组型分析。结果表明,彭泽鲫种群内的两个不同克隆存在染色体数目及组型差异,其中克隆H包含6条超数染色体在内的染色体众数是156,150条基本染色体的组型公式为：42M 36SM 39ST 33T,NF=228;克隆L包含12条超数染色体在内的染色体众数是162,150条基本染色体的组型公式为：36M 45SM 33ST 36T,NF=231。两个不同雌核发育克隆的发现及其染色体的差异说明彭泽鲫种群内同样存在着类似银鲫种群内的遗传多样性。     

红鲫近交系的建立

目的应用人工雌核发育繁殖技术建立红鲫近交系.方法红鲫卵子被经紫外线照射的鲤鱼精子激活后,在0～4℃的温度下进行冷休克处理30min,再在常温下静水孵化;以红体色为遗传标记,在连续2代雌核发育子代中选择二倍体红鲫,放置水泥池中常规饲养;用同样的人工雌核发育繁殖技术进行保种,随机交配繁殖1～2代供应实验;用常规方法测量形态学指标.结果红鲫卵子激活率在91%以上;实验组2中摄食期仔鱼成活率为15.20%,80%的成鱼为二倍体红鲫,其中有较高比例的遗传上真实的雄性个体.鳞式主要为27(5)/(6)28;鳍式主要为D.i,17～18;A.i,6;V.i,7～8;P.i,15～16;C.24～25;其他外部形态指标与封闭群红鲫近似.结论本实验建立的人工雌核发育繁殖技术,设备要求简单,操作安全可靠,并且省时节资,完全能够用于培育鱼类近交系,本实验结果完全可以满足育种繁殖的要求;所获得的二倍体红鲫,经同工酶电泳等检测,被证实是纯合的,具备鱼类近交系品系特征;出现遗传上真实的雄性个体是正常的.     

雌核发育二倍体鲫鲤Dmc1基因的全长cDNA克隆及表达分析

Dmc1（disrupted meiotic cDNA）基因是一个在减数分裂前期Ⅰ表达的特异基因,其产物是减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对所必需的。根据据酵母菌、小鼠以及人的DMC1中保守的氨基酸基序设计简并引物,PCR扩增克隆获得了第四代雌核发育二倍体鲫鲤（G4）Dmc1基因部分cDNA序列。在此基础上,通过RACE获得了G4Dmc1基因全长cDNA序列,长度为1369bp,其中开放阅读框为1029bp,编码含342个氨基酸的蛋白质。同时,系统进化分析表明,在进化过程中Dmc1基因在鱼类中保持着高度保守的进化特征。RT-PCR结果表明,Dmc1基因只在G4性腺中表达,在其他组织中不表达。通过实时荧光定量PCR,对Dmc1基因在G4和普通鲤鱼的早期卵巢的表达进行分析,发现G4表达比鲤鱼高。由此可见,雌核发育二倍体鲫鲤Dmc1基因也是减数分裂特异基因,而且其高表达暗示雌核发育二倍体鲫鲤具有正常的减数分裂过程并且其早期性腺存在着多倍体卵原细胞。     

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     

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。     

微卫星评价牙鲆雌核发育二倍体纯合性

采用8个微卫星座位分别对牙鲆减数雌核发育二倍体家系和卵裂雌核发育二倍体家系的纯合性进行检验。卵裂雌核发育二倍体在所有检测座位全部纯合。减数雌核发育二倍体在部分座位发生纯合,但未发现在所有座位全部纯合的个体,在Poli9TUF、Poli9-8TUF、Poli11TUF、Poli13TUF、Poli23TUF、Poli30TUF、Poli123TUF和Poli130TUF座位,杂合子比例分别为1·0000、1·0000、0·1944、0·9459、0·8611、1·0000、0·7778和0·8000,平均杂合子比例为0·8224。由此表明,牙鲆除了Poli11TUF外,在其余7个座位均具有很高的重组率。研究结果显示,牙鲆卵裂雌核发育二倍体一代即可形成纯合子;而减数雌核发育二倍体由于具有较高的重组率,使其与母本的遗传同质性较高。     

银鲫两个雌核发育克隆间两性生殖子代的遗传多样性分析

本研究在揭示银鲫两性生殖方式的基础上,对以一尾人工雌核发育克隆F的卵子与一尾天然雌核发育克隆D的精子授精所获得的18尾FD后代及其亲本进行RAPD分析.扩增结果表明,在18尾FD子代中可检测到丰富的DNA多态片段,这些多态片段来自于银鲫两性生殖的重组.FD子代的扩增图谱不仅与母本的扩增图谱不同,而且个体间的扩增图谱也存在着较大的差异.这些差异的DNA片段根据其来源可基本分为四类.与异精刺激雌核发育的子代的情况不同,两性生殖FD子代间平均遗传距离高达0.23±O.123,远远高于异精刺激雌核发育的子代间的平均遗传距离(约＜0.01).在FD的三类表型中,SD个体间的平均遗传距离最大,为0.235±0.097;其次是SF间的平均遗传距离,为0.148±0.073;而NL间的平均遗传距离最小,为0.094±0.083.银鲫的遗传多样性和两性生殖方式为银鲫种群提供了丰富的遗传变异,创造了更多的遗传多样性.在分析了2320条(平均每个个体116条)可分辨的扩增带的基础上,采用NJTREE构建了呈现FD个体间及其与亲本相似性的分支图.NL3与母本的相似度最高,SD3与父本的相似度最高.在FD三种类型中,SD与NL和SF的平均遗传距离较大(＞0.31),而NL和SF的平均遗传距离仅为0.124.母本与父本的遗传距离约为0.35,与以前的研究结果类似,而FD 18尾个体与父母本的平均遗传距离均约为O.32,基本一致.但将18尾个体按体型分别统计平均遗传距离,不同的体型与父母本的相似性存在着较大差别.母本与SF的相似率最高,约为71%;父本与SD的相似率最高,约为70%.这可能由于扩增出一些与表型相关的DNA片段,从而导致了FD三种类型与亲本的相似性与表型相关.银鲫具有两种生殖方式的揭示将为解决长期困惑进化遗传学家的难题寻找到一个新的突破口,也进一步确立了银鲫在单性脊椎动物和多倍体脊椎动物进化遗传学研究中的特殊意义.