远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼生殖细胞染色体研究

本文采用性腺染色体制片及组织学切片方法,系统地研究了不同发育时期的鲫鲤杂交第二代(F2) (2n=100)、异源四倍体鲫鲤(4n=200)、三倍体鲫鱼(3n=150))、雌核发育二倍体鲫鲤第二代(G2)(2n=100)及鲤鱼(Cypninus carpio L)(2n=100)(对照组)生殖细胞的染色体特征.研究结果表明,对照组中鲤鱼精原细胞染色体数与体细胞染色体数一致,为二倍体精原细胞(2n=100),而远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼的生殖细胞中则观察到明显的染色体数加倍现象,其中,鲫鲤杂交第二代(F2)精巢生殖细胞染色体数加倍现象特别丰富,占检测的染色体分裂相的21.6%,为其产生不减半的二倍体配子提供了直接的细胞学证据,同时也说明远缘杂交是导致生殖细胞染色体数加倍的一个重要因素.该研究在探讨多倍体鱼的发生及鱼类遗传育种方面具有重要意义.     

不同倍性鱼肌间骨的比较分析

采用常规测量法和解剖法对野生鲫(Carassius auratus,2n=100)、彭泽鲫(Carassius auratus variety pengze,3n=162)、改良三倍体鲫鱼(Triploid crucian carp,即湘云鲫2号,3n=150)及其亲本改良二倍体红鲫(Carassius auratus red var,改良红鲫,♀,2n=100)和改良异源四倍体鲫鲤(Allotetreploid hybrid,四倍体鲫鲤,♂,4n=200)5种不同倍性鱼肌间骨的数目、形态和分布进行研究.结果显示,野生鲫肌间骨数目在78~83之间,平均值为81根,彭泽鲫肌间骨数目在80~86之间,平均值为84,四倍体鲫鲤肌间骨数目在77~84之间,平均值为82,但是湘云鲫2号和改良红鲫的肌间骨数目比较少,湘云鲫2号在77~82之间,平均值为79,改良红鲫在58~77之间,平均值为71.考虑到不同倍性的鱼体大小和肌节数目的不同,进一步统计了每一肌节的平均肌间骨数目,野生鲫最多(0.721),彭泽鲫次之(0.673),改良红鲫最少(0.608),湘云鲫2号次之(0.633),四倍体鲫鲤位于中间(0.653),除了两组湘云鲫2号与四倍体鲫鲤、四倍体鲫鲤和彭泽鲫外,两两间都存在显著差异.5种鱼的各种肌间骨有"I"形、"卜"形、"Y"形、一端多叉形、两端两分叉形、两端多叉形和树枝形7种类型.肌间小骨越靠前端,形态越复杂.每条鱼左右两侧的肌间骨数目不完全相等,但总体上两侧肌间骨的数目接近.在保持鱼的营养、形态和活动等基本生理功能的前提下,湘云鲫2号的肌间刺数目比野生鲫和彭泽鲫都少,所以它的食用价值较高.本研究结果说明,改良二倍体红鲫和改良三倍体鲫鱼等人工培育的杂交鱼比野生鲫的肌间刺少,为鱼类骨骼发育生物学和鱼类遗传育种提供了形态学基础.     

60Co-γ射线诱导鱼类雄核发育的研究

关于鱼类单倍体育种,近年来很多遗传工作者利用辐射处理的方法(6Co-r射线、X-射线、紫外线等)成功地获得了人工雌核发育鱼2-9。但直到目前为止,鱼类雄核发育的研究资料却非常罕见。本研究采用不同剂量的6Co-r射线处理几种鱼的成熟卵,再以正常精子诱发雄核发育,其结果予以报道。       

人工诱导大鳞副泥鳅雄核发育二倍体克隆鱼的产生

首次获得人工诱导雄核发育二倍体大鳞副泥鳅克隆鱼。方法是:用紫外线210mJ/cm~2辐射浸泡在人工合成卵巢液中的泥鳅卵,使其染色体遗传失活,再与大鳞副泥鳅精子“受精”。在室温26℃条件下“受精”后15min开始,每隔2min一组,将“受精卵”置于39℃温水中热休克处理2min,以阻止第一次有丝分裂的发生,结果表明:二倍诱导率距“受精”后15～19min和27～29min出现两个高峰,最高二倍诱导率为61.1％,经染色体和形态特征鉴定表明,鱼苗为大鳞副泥鳅雄核发育二倍体克隆鱼,其染色体数(2n=48)和外部形态均与父本相同。     

黄瓜四个品种的核型分析及其倍性变化的研究

本文对黄瓜的四个不同品种(“津一号”、“津二号”、“津四号”和“一串连”)进行了核型及倍性变化的研究,染色体数目为2n=14,其染色体组成为2n=2x=14=14m(2SAT)均为中部着丝点染色体,每一品种只有一对随体染色体,“津一号”和“津二号”还具有一个次级缢痕。黄瓜体细胞倍性的变化有3n、4n和6n,随着细胞倍性增高,其多倍性细胞频率依次下降,不同品种倍性的变化以“津四号”为最高,“一串连”品种为最低。     

小麦不同基因型材料花药培养中雄核发育的研究

对小麦离体花药中花粉发育的调查表明：难诱导材料花药在培养初期,花粉退化快,大量小孢子败育,多细胞(核)花粉出现晚、频率低;而易诱导材料花药培养初期,花粉退化相对延缓,多细胞(核)花粉出现早且频率高,这些内在的优势使得更多的小孢子有可能转向孢子体发育,从而获得较高的出愈率。     

小麦不同基因型材料花药培养中雄核发育的研究

对小麦离体花药中花粉发育的调查表明 :难诱导材料花药在培养初期 ,花粉退化快 ,大量小孢子败育 ,多细胞 (核 )花粉出现晚、频率低 ;而易诱导材料花药培养初期 ,花粉退化相对延缓 ,多细胞 (核 )花粉出现早且频率高 ,这些内在的优势使得更多的小孢子有可能转向孢子体发育 ,从而获得较高的出愈率。     

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。     

不同倍性泥鳅鳍细胞系的建立及生物学特性分析

采用组织块培养法启动二倍体、三倍体和四倍体泥鳅鳍组织细胞原代培养,采用胰蛋白酶消化法传代,目前二倍体、三倍体和四倍体细胞已经分别传至59代、68代和68代。三种细胞均为成纤维细胞样细胞。鳍组织无菌处理方法是:先用质量浓度为10%的碘伏浸泡15min;后用青霉素和链霉素的混合液（500 IU/mL青霉素,500 g/mL链霉素）浸泡30min;原代培养和早期传代培养所用的培养基为DMEM/F12,添加体积分数为20%的胎牛血清、10 ng/mL人碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、20 ng/mLI型胰岛素样生长因子（IGF-I）以及10 g/mL硫酸软骨素。30代以后所用培养基为20% FBS-DMEM/F12。细胞培养在25℃、5% CO2培养箱中。在此条件下,二倍体、三倍体和四倍体的倍增时间分别为48.43h、36.01h和41.45h;二倍体、三倍体和四倍体的特征染色体数目分别为50条、75条和100条;测定的二倍体、三倍体和四倍体细胞及核的体积比分别为1:1.37:2.37和1:1.53:1.97;细胞经液氮冷冻保存60d后,解冻复苏后测定存活率分别为（80.881.38）%、（84.481.13）%、（81.571.28）%。不同倍性的泥鳅细胞系的建立丰富了鱼类细胞系的种类,为揭示多倍体鱼类生长、遗传等机制打下基础。       

不同倍性大青杨的光合特性及叶片解剖结构比较

通过对二年生二倍体、三倍体和四倍体大青杨叶片结构和光合特性的研究,探讨不同倍性大青杨生长性状差异的原因。结果表明：不同倍性大青杨的净光合速率（Pn）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）等光合指标差异显著。三倍体的最大净光合速率（Pmax）高出二倍体21%。叶片厚度、表皮细胞厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织与海绵组织厚度的比值,都是三倍体和四倍体大青杨比二倍体高,且均呈现增加的趋势。其中,四倍体大青杨表皮细胞最厚,上下表皮分别高出二倍体64%和17%。三倍体大青杨的栅栏组织厚度及栅栏组织与海绵组织厚度的比值最大,比值高出二倍体50%。通过叶片光合特性和解剖结构比较证明,三倍体和四倍体大青杨对光的适应性和光合作用能力强于二倍体。     

不同倍性西瓜基因组DNA甲基化水平与模式的MSAP分析

DNA甲基化是表观遗传修饰的主要方式之一,在基因表达调控中发挥重要作用。本研究以不同倍性（2x、3x、4x）西瓜为试材,采用基于DNA甲基化敏感酶的扩增多态性分析（Methylation-Sensitive Ampliftcation Polymorphism,MSAP）方法,在全基因组水平上探究西瓜同源多倍化过程中DNA序列中CCGG位点的甲基化水平及模式变化特征。研究中选用23对选扩引物,共检测到1883个基因位点。二倍体、三倍体、四倍体中检测到的位点数分别为647、655和581;其中发生甲基化的位点数分别为181、150和159。相应的扩增总甲基化率分别为28．0％、22．9％和27．4％：全甲基化位点数分别为121、80和82,相应的全甲基化率分别为18．7％、12．2％和14．1％。进一步对不同倍性西瓜DNA甲基化模式的变化特征进行分析,结果显示：四倍体西瓜与二倍体西瓜相比有超过半数的位点（54．4％）DNA甲基化模式发生了变化,其与三倍体西瓜相比也有近一半的位点（45．4％）DNA甲基化模式发生了变化,并且变化趋势都以四倍体西瓜甲基化程度升高为主：而三倍体西瓜与二倍体西瓜相比．虽然也有41．6％的位点DNA甲基化模式发生了改变,但变化趋势以三倍体西瓜甲基化程度降低略占优势：与之相似,三倍体西瓜与四倍体相比较。甲基化的变化趋势也是以三倍体西瓜甲基化程度降低为主。以上结果表明：不同倍性西瓜中DNA甲基化事件虽均有发生．但不论是从总甲基化率还是全甲基化率来看,DNA甲基化水平与倍性高低关系不大．三倍体西瓜表现出较为显著的低甲基化水平特征。DNA甲基化模式的分析也表明。与二倍体及四倍体西瓜相比．三倍体西瓜DNA甲基化模式的调整主要以去甲基化为主。显示出三倍体西瓜基因组独特的DNA甲基化特征。本研究为进一步从表观遗传学的角度探讨西瓜的三倍体优?     

三倍体虹鳟性转换及性腺发育的研究

用高温刺激法获得三倍体虹鳟幼鱼。从开始投饵起,分别投喂含有不同浓度17β-雌二醇(0～60μg/μg)的饵料,持续60天,获得了93%～100%的高三倍体雌性率(对照组的雌性率为52%)。三倍体雄鱼可观察到其精子形成,但性腺成熟度较相对的二倍体差;三倍体雌鱼的生殖细胞多停留在偶线期到粗线期,未发现有性成熟个体。实验结果推测,三倍体虹鳟雌鱼的不育现象看来不是由于雌雄基因组的组成差异而致,更可能是由于三组染色体造成对虹鳟卵巢发育更大的阻力。雌二醇处理对三倍体虹鳟幼鱼的生长和成活没有明显的影响。     

四类不同倍性鲫鱼在胚胎发育期间同工酶基因表达的比较分析

用聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳比较分析了单倍体、二倍体、三倍体和复合四倍体4类不同倍性鲫鱼以及单倍体和二倍体鲤鱼在胚胎发育时期4种同工酶(EST,LDH,MDH,SOD)酶谱。结果表明,单倍体鲫鱼和单倍体鲤鱼胚胎与各自的二倍体胚胎相比,同工酶酶谱看不出差异;天然三倍体银鲫胚胎的MDH和SOD同工酶酶谱与二倍体鲫相似,但EST和LDH同工酶比二倍体增多了酶带,有的酶带如EST5和EST6还可在鲤鱼胚胎中找到相应的表达产物,提供了天然雌核发育三倍体银鲫杂交起源的证据;复合四倍体由于含有鲤鱼的一个外来基因组,其胚胎的基因表达有些与杂种类似,在所分析的4种同工酶酶谱中,都可观察到来自鲤鱼基因的影响。此外,在由源于不同复合四倍体个体的卵子发育形成的胚胎间,还观察到同工酶基因表达的异质性。     

虾夷扇贝雄核发育单倍体的人工诱导研究

人工雄核发育,是利用遗传失活的卵子与正常精子受精,再利用染色体加倍技术使受精卵恢复为二倍体的遗传操作技术。利用该技术可大大加速品系纯化的过程,对遗传育种学研究有重要意义。目前有关鱼类雄核发育的研究已见于鲤( Gyprnus carpio)1,2、虹鳟( Oncorhynchus mykiss)3、红点溪鳟(Salvelinus fontinalis)4、泥鳅(Misgurnus anguilicaudatus)5,6、斑马鱼(Danio rerio)7、马苏大麻哈鱼(Oncorhynchus masou)8等种类。人工诱导贝类雄核发育的研究资料在国内外都很少,目前只有栉孔扇贝和太平洋牡蛎雄核发育诱导条件及其发育早期荧光显微观察方面的报道9,10。虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis) 原产于日本,目前已成为北方沿海地区一种重要的增养殖种类,具有很高的经济价值,同时也是目前海洋贝类育种研究的对象之一。本实验首次研究了紫外线照射对虾夷扇贝卵子遗传失活的影响,成功诱导出雄核发育单倍体,为今后开展虾夷扇贝雄核发育二倍体的人工诱导奠定了基础,现将其结果予以报道。       

不同倍性罗汉果果实的生长与甙类含量动态变化规律的研究

对不同倍性罗汉果果实的生长动态、甙类含量动态及其变化规律的研究。结果表明:多倍体与二倍体果实的生长和甙类动态变化规律基本一致。果实的生长动态均可分为3个时期:迅速生长期(1～20 d)、缓慢生长期(20～30 d)、停止生长期(30～90 d),80 d时果实的形态达到最大值,4x>2x>3x,多倍体表现出巨大性。而甙类含量的动态随日龄的增长均表现为:苦味的甙ⅡE转化为甙Ⅲ,两者依次出现和消失;最终都转化为高甜度的甙Ⅴ,即成熟罗汉果以甙Ⅴ为主;80 d时甙Ⅴ的含量达到最大,4x>3x>2x:多倍体的甜甙含量显著提高,特别是三倍体还具有无籽的特性。     

黑龙江水系不同倍性鲫鱼的遗传多样性

摘要: 利用12对微卫星标记对黑龙江水系6个野生鲫鱼不同倍性群体进行遗传结构分析。结果表明: 6个采集群体的平均等位基因数为5.8~6.8, 平均有效等位基因数为2.8~4.6, 平均期望杂合度为0.5592~0.6962, 平均多态信息含量为0.5962~0.6481, 说明这几个群体遗传多样性水平较高。根据d值, 各群体均有不同程度的偏离Hardy-Weinberg平衡的现象, 均表现为杂合度过度。Kruskal-Wallis 检验表明两种倍性、6个采集群体鲫鱼遗传多样性差异不显著, 没有发现三倍体鲫由于倍性增加而出现额外的等位基因片段。群体间基因分化系数(GST)为0.0398, 表明群体间存在轻度遗传分化。聚类分析表明, 同水体两种鲫鱼亲缘关系最近, 不同采集群体间松花江与乌苏里江分化最小, 月亮湾与新荒泡其次, 双凤水库群体分化最大     

蛋白磷酸酶-2Ac在不同倍性鱼6种组织中的分化表达模式

蛋白磷酸酶-2A是最重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶之一,对于调控多细胞的生命活动起着非常重要的作用.以异源四倍体鲫鲤及其二倍体父/母本(湘江野鲤/红鲫)和子代三倍体湘云鲫等为实验材料,运用Westernblot技术及荧光免疫组织化学技术等实验手段,得到了Protein PJhosphatase-2A(PP2A)的催化亚基在上述不同倍性鱼体内6种不同组织的表达模式:Protein Phosphatase-2Ac(PP2Ac)在异源四倍体鲫鲤及其二倍体父/母本及子代三倍体湘云鲫不同组织中蛋白水平均有表达,而且出现了明显的种属特异性和组织特异性,如在大脑、肌肉、肝脏三组织中,三倍体湘云鲫中PP2Ae的表达相对最高.而在肾脏组织中,PP2Ac在异源四倍体鲫鲤中的表达水平最高,父本与三倍体湘云鲫中的表达比较相近,且最低;而在性腺组织中则是父本精巢中的表达最高;在心脏组织中,PP2Ae在母本红鲫中的表达相对较高.这种明显的种属之间组织特异性可能说明了子代与父母本之间的变异性.荧光免疫组化实验结果显示,从整体水平来看,4种不同鱼的同一组织中,PP2Ac的相对定位是非常相似的,这可能说明了异源四倍体鲫鲤与其二倍体父/母本及子代三倍体湘云鲫之间的遗传相似性.研究结果为进一步探索PP2Ac在脊椎动物不同组织中的功能提供了实验依据.     

黄瓜属不同倍性异源多倍体的形态及生理特性分析

以黄瓜属3种不同倍性异源多倍体为试验材料,比较分析它们的形态和生理特性与基因组剂量的关系,为进一步研究黄瓜属基因组剂量效应、探讨植物多倍体进化机理奠定基础。结果表明:(1)黄瓜属异源四倍体与种间杂种F1相比,其叶片厚度、主蔓直径等性状随基因组剂量的增加而增大,而果实大小、主蔓节间长以及果瘤果刺的大小随基因组剂量的增加而减小。(2)在异源三倍体中,叶片厚度和主蔓直径等表型性状也表现出一定的基因组剂量效应。(3)基因组剂量的变化会引起黄瓜属异源多倍体中叶绿素含量、POD活性以及IAAi、PA和ZR等内源激素的变化。     

不同倍性黄瓜遗传差异的AFLP分析

采用AFLP(Amplified fragment length polymorphism)技术对黄瓜(Cucumis sativusL.)品种‘津绿4号’的单倍体、二倍体和四倍体进行基因组DNA多态性比较。结果表明:(1)从35对引物扩增获得2 188条60~500 bp的条带,多态性位点仅有20个,占0.92%,其中22对引物组合扩增的不同倍性材料的AFLP指纹没有明显差异;(2)在多态性位点表现中,以二倍体的条带存在,单倍体和(或)四倍体的条带丢失为主,在四倍体中扩增出1条特异带;(3)与相应的二倍体相比,单倍体和四倍体有特异片段的消失和增加。     

鲤鲫移核鱼的遗传改良及其后代性状遗传的研究

本研究将鲤鲫移核鱼进行有性杂交,使其遗传性状得到改良,效果显著。实验材料为鲤鲫移核鱼F2 ♂（简称移核鱼）和散鳞镜鲤♀,经杂交获F1（简称颖力）无论当年或二冬龄颖鲤均具有明显生长优势,尤其优于移核鱼。当年颍鲤个体增重平均比双亲快47%,比移核鱼快67%;群体增重平均比双勤快109%,比移核鱼快140%。模糊数学聚类分析表明,颖鲤及其反交在体高、体厚、头长等性状均偏向移核鱼,尤其偏向其雌性个体。