鲮鱼遗传改良的研究——Ⅰ．杂交育种和遗传性状分析

本文介绍用杂交选育方法改良鲮鱼(Cirrhinus molitorella)耐低温能力的试验经过和已取得的进展。同时,分析讨论了杂交后代(一代和二代)性状遗传的某些结果。对鱼类低温适应和抗冻、抗寒等方面的研究进展作了介绍和讨论,并认为只有把鱼类耐低温性状遗传的分子机理彻底阐明,人们才有可能直接利用基因工程技术定向地改良像鲮鱼等不耐寒物种的抗寒性能。此外,我们也对如何改进鱼类杂交选育的技术措施提出一些意见。     

鱼类生长性状改良及其调控研究进展

水产种质资源是水产业持续、健康、稳定发展的重要物质基础,培育出优质、高产、高效的新品种是保障养殖业可持续发展的关键。鱼类的生长速度是评价养殖价值的重要指标,也是选育的重要性状之一,然而鱼类育种的基础薄弱,鱼类品种改良的理论基础和技术创新一直困扰着鱼类育种工作。本文从内因(遗传等)和外因(食物、温度、溶氧及种内种间关系等)两方面探讨了各因子对鱼类生长的影响,依此就鱼类生长性状的调控策略进行了述评,并对其做了展望,以期为鱼类生长性状的改良及其调控提供理论依据和指导。     

鱼类经济性状遗传解析及分子育种应用研究

人类需要不断改良养殖鱼类的生产性状以提供更多优质的动物蛋白.鱼类的经济性状由多基因的数量性状位点所控制,其中大部分基因是微效的,但是少数基因可能具有决定性的影响.基于近10年来遗传学和基因组学研究中的主要进展,本文简要介绍和评述一些重要养殖鱼类在生长、抗病(逆)、性别等经济性状开展分子育种基础和应用研究的状况,探讨组学和下一代测序技术在鱼类经济性状遗传解析和分子设计育种中的应用潜力.这些研究有助于最终揭示鱼类经济性状的遗传调控机制并将相关研究成果应用于养殖鱼类目标性状的遗传改良.     

小麦(Triticum aestivum L.)野生资源的发掘、利用研究进展

小麦是世界主要的粮食作物,其生产面积居谷类作物之首。由于长期的定向选择,小麦遗传多样性不断降低,品种间杂交难以选育出抗性和综合性状优良的突破性品种。然而小麦近缘种如黑麦(Secale)、簇毛麦(Haynaldia)和偃麦草(Elytrigia)等包含很多优异基因,并且与小麦基因组间具有很好的互补性。可见远缘杂交在世界小麦育种实践中发挥了重要的作用。综述了小麦近缘野生资源的多样性、近缘野生种的利用方法和存在问题等的研究进展,讨论了小麦野生资源在小麦遗传改良的重要性和发展方向,以期为小麦优良品种培育及其遗传研究提供参考。     

鲮鱼的微卫星位点筛选和群体遗传多样性初步分析

利用鲤科鱼类微卫星引物在鲮鱼中进行扩增,结果在24对引物中,13对引物能成功扩增,且在鲮鱼中的扩增产物表现稳定,其中11对有较高多态性,等位基因数在2—7个之间,扩增的条带符合孟德尔遗传规律。随后利用筛选的微卫星座位对鲮鱼野生和养殖群体遗传多样性进行了初步分析。分析结果显示鲮鱼野生群体的平均等位基因数5.2个;观测杂合度在0.25与0.8之间,平均观测杂合度(Ho)是0.61±0.2 ,平均期望杂合度(He)是0.8±0.09 ;群体座位平均多态信息含量(PIC)为0.72±0.1。相比之下,养殖群体的平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)都低于野生群体,分别是0.59±0.2、0.75±0.1。两群体间的遗传相似度为0.7774、遗传距离为0.2518。研究表明用其他鱼类分离出的微卫星引物可以快速筛选到适用于鲮鱼遗传分析的微卫星座位。     

一种桔小实蝇蛹白化突变体的遗传分析

在实验室饲养野生型桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)过程中发现了一种蛹色为白色的桔小实蝇突变品系。根据孟德尔遗传规律,设计野生型与突变型杂交(正交和反交)、F_1代与突变型回交、F_1代自交以及F_2代突变型自交等实验,对蛹白化突变性状的遗传规律进行研究。结果显示野生型与突变型杂交F_1代蛹色全部为野生型;F_2代野生型和突变型的性状分离比为2.98∶1,回交实验野生型与突变型性状分离比为1.19∶1;而突变体自交后代(F_3代)全部为突变体。结果表明桔小实蝇蛹色白化突变品系的遗传规律符合孟德尔遗传规律,属于常染色体上单基因控制的隐性遗传性状。     

水稻籽粒外观品质及脂肪的遗传研究

对水稻的一些与当前市场商品价值有关的品质性状(米粒长、宽、厚、粒重、腹白、脂肪含量)的遗传结构、遗传力与遗传传递动态进行研究。通过对3个籼稻优质品种分别与非优质品种杂交的杂种后代的分析,提出了上述性状表现为多基因累加效应的遗传,其中有的还有显性效应的作用;不少性状的遗传力较大。此外,对脂肪含量的遗传以及杂种中两代基因型对米质发生的影响等问题提出了讨论。     

白毛黑眼兔黑眼性状的遗传模式

目的揭示白毛黑眼兔黑眼性状的遗传模式。方法选取具有黑眼突变性状的白毛黑眼兔与其背景品系日本大耳白兔进行杂交,构建6个两代杂交家系。对杂交产生的F1代和F2代个体虹膜颜色性状的观察和统计,并应用遗传数理统计方法中常用的分离分析进行遗传模式探讨。结果χ2检验显示,杂交实验所得虹膜颜色分布的观察值与常染色体单基因显性遗传模式的期望值差异无显著性(P0.05),与常染色体隐性遗传及伴性遗传模式的期望值差异有显著性(P0.05)。结论白毛黑眼兔的黑眼突变是由常染色体上单个基因的变异造成的显性性状。     

肉兔配套系的选育研究进展

配套系在动物育种中能最大程度地利用品系的杂种优势,以获得最大的经济效益,配套系的选育是今后肉兔遗传改良的发展趋势。肉兔父系以选择平均日增重和上市体重为主,断奶后生长性状一般与料肉比呈有利的负遗传相关,可作为料肉比的间接选择标准。而母系以选择断奶数和产仔数为主。大多数繁殖性状的遗传力较低,在进行遗传评估时应当尽可能全面地收集个体和相关亲缘关系个体的记录。重复观测值动物模型下的BLUP估计是进行肉兔专门化品系选育的主要方法。虽然窝内个体数性状的直接选择效率低于生长性状,但其杂种优势一般高于生长性状。通过计算杂交参数和比较同代杂种与纯种间的生产性能可以进行杂种优势的估计。文章对肉兔专门化品系的选育、杂种优势的利用和良种繁育体系的建立进行了综述,总结了肉兔专门化品系的培育方法,性状选择的标准以及杂种优势的估计结果。     

大豆优异种质资源的利用与创新

黑龙江省农科院利用已获得的具有野生大豆(含半野生大豆)多花荚、多分枝、高蛋白等有益性状基因的优异种间杂交新种质(G.max×G.soja)与栽培大豆(G.max)回交,一方面继续拓宽大豆育种遗传基础,另一方面改善现有种间杂交种质的农艺性状和品质,并提高产量水平,已选育出外贸制纳豆、豆芽、制酱及青瓤黑豆等特用大豆品种(系).实践表明,利用野生大豆及种间杂交新种质,对拓宽大豆育种遗传基础,提高大豆育成品种水平,尤其对特用大豆品种(系)的选育是有效可行的.     

鱼类肌间骨发育分子调控机制及遗传选育研究进展

鱼类的肌间骨(Intermuscular bones, IBs),又称肌间小骨,是分布于鱼体两侧肌隔中及连接在椎体上的小骨,仅存在于低等真骨鱼类中。随着鱼类的系统演化,肌间骨的数目和形态也发生着由无到多再到无、由简单到复杂再到简单的变化。中国的大宗淡水鱼类都存在一定数目的肌间骨,严重影响了其食用和加工价值。鉴于鱼类肌间骨重要的系统进化科学研究价值及产业意义,近年来国内外水产研究者围绕鱼类肌间骨分子调控机制和遗传育种开展了系列研究,文章对此进行了系统的阐述,并对其发展前景进行了分析,可为肌间骨发生发育分子机制及少/无肌间骨鱼类新品种的遗传选育研究提供基础资料。     

鱼类杂交不亲和性的研究

本文分析研究了鲮鱼属间杂交和亲本自交的胚胎发育时序和热量要求、胚后发育的形态特征、以及胚胎染色体组等方面的差异;并讨论了这些差异与各种杂交不亲和表现之间的相关性。明确地指出,决定鱼类杂交不亲和性的主要因素是亲本间核型的差异和核质间的矛盾程度。双亲的核型差异较大时,杂交胚胎往往在发育中途夭亡而成活率极低,甚至完全得不到仔鱼。核型相同或相似的亲本,其杂交子代的成活率一般甚高;但也可能与核型著异较大的组合一样,因核、质基因组表达的模式或调控机制等存在着差异,以及它们对外界环境条件的要求有矛盾,乃使胚后发育的速率与顺序失调而出现各种畸形胚;畸形的出现标志着一些特定细胞分化的专一性代谢作用停滞,而胚后幼体必然趋向死亡。     

鲮鱼冷休克及其死亡的某些生化因素

采用分光光度法和淀粉凝胶电泳法初步研究了鲮鱼冷休克前后脑乙酰胆碱酯酶(AchE)活力和三种酶的同工酶类的动态变化。并根据鲮鱼在冷休克期间(7—6℃)脑AchE活力显著降低和肝脏组织乳酸脱氢酶(LDH)同工酶活性明显升高以及苹果酸脱氢酶(MDH)、酯酶(EST)同工酶类出现酶活性变化的情况,讨论了导致鲮鱼耐寒能力差的某些生化因素。同时提出脑AchE可以作为评定鲮鱼冷休克期间中枢神经系统受害程度的一种生化指标。       

白鲢不同繁育群体中乳酸脱氢酶(LDH)和酯酶(EST)同工酶个体发生多态性的研究

本文叙述了白鲢两个繁殖群体的精子,成熟卵,10个不同发育阶段的胚胎和胚后期样品中乳酸脱氢酶和酯酶同工酶电泳图谱多态性研究结果。作者把本文描述的同工酶个体发生的群体差异称作“个体发生多态性”;这种多态性对白鲢的发育是非致死性的,因此,应属于一般的群体生化多态性。本文还提到了今后需进一步深入研究的有关问题及其在渔业应用方面的前景。     

Quantitative genetic estimates of growth-related traits in the common carp (Cyprinus carpio L.): A review

The common carp (Cyrpinus carpio L.) is the oldest cultured and the most domesticated fish species, as well as one of the most important freshwater fishes in the world. However, scientific studies on evaluating the growth-related quantitative traits in this fish are limited. Heritability, the most important parameter in selective breeding programs, was extensively studied for the growth-related traits. The values varied widely among the experiments and methods used because of the existence of common environmental, dominance and maternal effects. However, correlations in phenotypic and genetic levels first evaluated several years ago were limited. On the other hand, heterosis was widely reported and easily obtained for growth-related traits in the common carp. Meanwhile, genotype environment interaction and prediction of breeding values have been studied recently, and are very important in conducting selective breeding programs. The developmental quantitative genetics of growth-related traits was first analyzed in the common carp for reasonable selection during ontogeny. It is expected that genetic improvement will be achieved by carrying out direct selective breeding in the common carp.     

Quantitative genetic estimates of growth-related traits in the common carp (Cyprinus carpio L.): A review

The common carp (Cyrpinus carpio L.) is the oldest cultured and the most domesticated fish species, as well as one of the most important freshwater fishes in the world. However, scientific studies on evaluating the growth-related quantitative traits in this fish are limited. Heritability, the most important parameter in selective breeding programs, was extensively studied for the growth-related traits. The values varied widely among the experiments and methods used because of the existence of common environmental, dominance and maternal effects. However, correlations in phenotypic and genetic levels first evaluated several years ago were limited. On the other hand, heterosis was widely reported and easily obtained for growth-related traits in the common carp. Meanwhile, genotype environment interaction and predic-tion of breeding values have been studied recently, and are very important in conducting selective breeding programs. The developmental quantitative genetics of growth-related traits was first analyzed in the common carp for reasonable selection during ontogeny. It is expected that genetic improvement will be achieved by carrying out direct selective breeding in the common carp.     

广西鲮鱼的生物学及其养殖

本文对鲮鱼的食性、年龄、生长和繁殖进行了研究,并对渔业生产提出了建议。鲮鱼以浮游植物为主要食料。在水温14.6—29.4℃时食欲旺盛。当水中溶氧量0.24—0.65毫克/升时,绝大部分个体停止摄食,而溶氧量在0.99毫克/升以上时,摄食强度很大。见到的最大个体:雌鱼体长595毫米,体重4,100克,10龄;雄鱼体长580毫米,体重3,850克,9龄。鲮鱼能在大王滩水库中自然繁殖。鲮鱼人工繁殖季节以5月初至6月中旬较适宜;催产时水温以22—29℃为好,注射催产剂的效应时间一般为4.5—6小时。见到的性成熟最小个体:郁江鲮鱼雌体长273毫米,体重525克,雄体长275毫米,体重415克;池养鲮鱼雌体长247毫米,体重366克,雄体长235毫米,体重291克。根据群众经验,一般池塘中鲮鱼每亩放养1,000尾,鲮与鲢的放养比例以3∶1较好,以鲮鱼为主体的池塘则每亩放养1,500—2,000尾较好。       

基于微卫星分析的长丰鲢种质资源遗传监测

长丰鲢(CF)为我国人工培育的鱼类新品种, 自推广应用以来取得了良好的效果。开展长丰鲢种质资源遗传监测, 对其优良性状保持具重要作用。研究采用18对微卫星引物分析了鲢(L)和长丰鲢世代间(CF₁、CF₂和CF₃)的遗传多样性和遗传结构。结果表明: 鲢遗传多样性指数高于长丰鲢, 遗传多样性也较长丰鲢丰富。而长丰鲢子代间CF₁到CF₃平均等位基因数(N_a)从5.7222下降到5.0556; 平均有效等位基因数(N_e)从3.2551下降到3.1461; 平均观测杂合度(H_o)从0.6975下降到0.5407; 平均期望杂合度(H_e)从0.6422下降到0.6235; 多态信息含量(PIC)从0.5784下降到0.5609。CF₁到CF₃的遗传参数是逐渐下降, 遗传多样性逐渐降低, 但群体间遗传多样性仍较高。长丰鲢子代间F_st在0.0160—0.0315, 表明其群体已出现了遗传分化, 但分化程度较低。长丰鲢各世代间遗传距离逐渐增加, 遗传相似度逐渐减小。研究表明经过连续3代利用, 长丰鲢CF₁到CF₃的遗传结构发生了改变, 遗传多样性呈下降趋势, 但遗传多样性水平仍较高。研究结果为长丰鲢进一步优良性状的维持提供了依据。     

Molecular cloning and characterization of alpha-class glutathione S-transferase gene from the liver of silver carp, bighead carp, and other major Chinese freshwater fishes

Two full-length cDNAs encoding glutathione S-transferase (GST) were cloned and sequenced from the hepatopancreas of planktivorous silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) and bighead carp (Aristichthys nobilis). The silver carp and bighead carp GST cDNA were 920 and 978 bp in length, respectively, and both contained an open reading frame that encoding 223 amino acids. Partial GST cDNA sequences were also obtained from the liver of grass carp (Ctenopharyngodon idellus), crucian carp (Carassius auratu), mud carp (Cirrhinus molitorella), and tilapia (Oreochromis nilotica). All these GSTs could be classified as alpha-class GSTs on the basis of their amino acid sequence identity with other species. The three-dimensional structure of the silver carp GST was predicted using a computer program, and was found to fit the classical two-domain GST structure. Using the genome walker method, a 875-bp 5'-flanking region of the silver carp GST gene was obtained, and several lipopolysaccharide (LPS) response elements were identified in the promoter region of the phytoplanktivorous fish GST gene, indicating that the GST gene expression of this fish might be regulated by LPS, released from the toxic blue-green algae producing microcystins. To compare the constitutive expression level of the liver GST gene among the six freshwater fishes with completely different tolerance to microcystins, beta-actin was used as control and the ratio GST/beta-actin mRNA (%) was determined as 130.7 +/- 6.6 (grass carp), 103.1 +/- 8.9 (bighead carp), 92.6 +/- 15.0 (crucian carp), 72.3 +/- 7.8 (mud carp), 58.8 +/- 11.5 (silver carp), and 33.6 +/- 13.7 (tilapia). The constitutive expression level of the liver GST gene clearly shows that all the six freshwater fishes had a negative relationship with their tolerance to microcystins: high-resistant fishes (phytoplanktivorous silver carp and tilapia) had the lowest tolerance to microcystins and the high-sensitive fish (herbivorous grass carp) had the highest tolerance to microcystins. Taken together with the reciprocal relationship of constitutive and inducible liver GST expression level in some of the tested fish species to microcystin exposure, a molecular mechanism for different microcystin detoxification abilities of the warm freshwater fishes was discussed.     

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