翘嘴红鲌(Erythroculteri lishaeformis)精子诱导的雌核发育团头鲂(Megalobrama amblycephala)细胞及其分子遗传学分析

该研究运用紫外灭活的翘嘴红鲌(Erythroculter ilishaeformis)精子刺激团头鲂(Megalobrama amblycephala)卵子进行雌核发育,并于0~4℃冷水刺激条件下获得雌核发育团头鲂群体。在此基础上,于细胞遗传学(DNA含量测定、染色体数目检测及性腺发育观察)及分子遗传学水平(微卫星分析)研究了雌核发育团头鲂的细胞生物学以及遗传学性状。结果表明,雌核发育团头鲂DNA含量与普通团头鲂一致(2n=48),其外形特征与对照组极为相似,且均为雌性,为团头鲂性别决定方式(XY型)提供了细胞遗传学依据。同时,微卫星结果表明,在普通团头鲂、雌核发育团头鲂及翘嘴红鲌3个群体中共扩增出63个等位基因,雌核发育团头鲂群体平均观测杂合度和平均期望杂合度均显著低于亲本,即经过一代雌核发育,雌核发育团头鲂基因纯合度显著高于普通团头鲂和翘嘴红鲌,已达到快速建立纯系的目的,且雌核发育团头鲂群体与普通团头鲂群体遗传距离接近,即雌核发育为母系遗传。该研究为团头鲂遗传选育及品系改良提供了遗传材料。     

多基因联合揭示海南鲌的遗传结构与遗传多样性

海南鲌(Culter recurviceps)是我国华南地区重要经济鱼类, 由于受到近些年水利开发、过度捕捞、环境污染等诸多因素的影响, 其资源量快速下降, 亟需得到更多的关注和保护。为保护和合理开发海南鲌种质资源, 本研究采集了华南地区23个地理群体207尾海南鲌样本, 测定了2个线粒体基因(Cytb和ND2)并从Barcode of Life Data System数据库获得相对应线粒体COI基因, 结合多种分析方法(系统发育分析、分化时间估算、单倍型网状图、群体遗传分析和Mantel检验)对海南鲌的遗传结构和遗传多样性展开研究。系统发育分析和单倍型网状图表明华南地区海南鲌群体被分成3个谱系(I、II和III), 其中谱系I和III由珠江的群体组成, 谱系II由海南岛的群体组成。分化时间估算发现3个谱系之间的分化时间介于0.028-0.251 Ma之间, 表明华南地区更新世气候变化可能是造成海南鲌谱系分化的重要原因。群体遗传分析发现海南鲌群体之间存在极显著的遗传分化(F_ST = 0.511, P < 0.001), 并且符合距离隔离模式(R = 0.348, P = 0.0010)。群体动态历史分析表明, 海南鲌群体可能在0.010-0.025 Ma经历了群体扩张, 表明更新世的气候波动也影响了海南鲌的群体大小和分布。综上所述, 海南鲌群体由3个谱系组成, 更新世气候变化是导致3个谱系分化和影响海南鲌群体动态历史的重要因素。此外, 海南鲌群体之间的遗传分化也可能受到了空间距离的影响。     

通过胚珠试管受精获得烟草种间杂种

用试管受精的方法,在栽培红花烟草(2n=48)与栽培黄花烟草(2n=48)、光叶烟草(2n=24)的杂交中克服了种间的远缘杂交不亲和性并获得了杂种种子和植株。其杂种F_1是不育的。通过杂种叶片以及子叶的组织培养,诱导出了许多杂种的再生植株。因此,试管受精方法并结合组织培养,是得到和保存远缘杂种的一种有效途径。     

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.     

远缘杂交导致不同倍性鱼的形成

远缘杂交可以使基因组从一个物种转移到另一个物种中,从而导致杂交后代的表现型和基因型都发生改变.本文描述了在红鲫(♀)与鲤鱼(♂)的远缘杂交后代中,形成了F3~F18两性可育异源四倍体鲫鲤群体(4n=200,简称为4nAT).4nAT的雌、雄个体分别产生的二倍体卵子和二倍体精子,经过雌核发育和雄核发育,在没有染色体加倍处理情况下,分别发育成雌核发育二倍体后代和雄核发育二倍体后代.其中雌核发育体系衍生出具有遗传变异的改良四倍体鲫鲤和改良二倍体鱼,二倍体杂交鱼产生不减数的配子的现象与减数分裂前核内复制或者核内有丝分裂或者生殖细胞融合有关.用雄性4nAT与雌性二倍体鱼进行倍间交配大规模制备了不育三倍体鱼.在红鲫(♀)与团头鲂(♂)的远缘杂交后代中,成功地获得两性可育的天然雌核发育红鲫(2n=100),不育的三倍体鲫鲂(3n=124)以及两性可育的四倍体鲫鲂(4n=148),此外,还制备了两种五倍体鲫鲂(5n=172;5n=198).该文在细胞和分子水平上对不同倍性鱼的生物学特点和形成机制进行了比较,揭示了远缘杂交或者将远缘杂交与雌核发育和雄核发育相结合的方法在具有遗传变异的不同倍性鱼的形成中发挥着积极作用,这在生物进化和鱼类遗传育种方面都具有重要意义.     

红花烟草(Nicotiana tabacum L.)与黄花烟草(N.rustica L.)的种间试管受精

用试管受精方法来克服远缘杂交不亲和性,以获得用常规杂交技术所不能得到的远缘杂种,仅有石竹科和茄科的例子,而且其中也尚缺乏细胞学和生化方面的资料。在栽培红花烟草×栽培黄花烟草中的种间试管受精工作迄今尚未见报道。我们用试管受精方法在上述种间杂交组合中克服了烟草远缘杂交不亲和性并获得了种间杂种,同时对其进行了形态学和细胞学观察以及过氧化物酶同功酶分析。供试材料为栽培红花烟草(Nicotianatabacum L.cv.千斤黄,2n=48)和栽培黄花烟草(M.rustica L.cv.蛤蟆烟、羊耳烟,2n=48)。其杂交组合为:千斤黄×蛤蟆烟和千斤黄×羊耳烟。     

3个马铃薯杂种优良株系的核型及SSR分析

为明确‘费乌瑞它’ב陇薯3号’杂种F1优良无性株系A1和A3及‘费乌瑞它’×J07-6杂种F1优良无性株系C2在染色体及DNA水平上的遗传差异,利用根尖染色体制片技术和SSR分子标记技术,对这3个优良株系的核型及SSR指纹特征进行分析。结果表明:(1)株系A1、A3和C2均为四倍体(2n=4x=48),其核型类型分别为2B、1B和1A;株系A1和A3核型公式均为2n=4x=48=36m+12sm,C2核型公式为2n=4x=48=48m。(2)利用筛选出的10对SSR适宜引物PCR扩增得到50个多态性位点,多态性位点百分率为79.37%。(3)建立了3个马铃薯杂种优良株系及其亲本的SSR指纹图,并以遗传距离(GD值)0.45为基准,将6个材料分为3类:母本‘费乌瑞它’、株系A1和父本‘陇薯3号’聚为一类,株系A3和C2聚为另一类,父本J07-6单独列为一类。     

动物远缘杂交研究进展

远缘杂交是指亲缘关系在种间及种间以上的生物之间的杂交,它可以使基因组从一个物种转移到另一个物种中,从而导致杂交后代的表现型和基因型都发生改变.如果远缘杂交后代两性可育,则可以通过自交繁衍形成遗传变异的品系,它们在生物进化、遗传和育种方面具有重要作用.本文在分析和归纳大量国内外有关动物远缘杂交文献的基础上,结合本实验室长期从事鱼类远缘杂交的研究结果,对动物远缘杂交研究的最近概况及其相关问题进行了较全面综述,其中介绍了动物门间、纲间、目间、科间、亚科间、属间和种间的杂交状况,阐述了鱼类远缘杂交品系的形成规律和遗传变异特性及它们在生产上的应用等.本文在生物进化和动物遗传育种方面具有意义.     

小鼠遗传背景对4n胚胎及2n-4n聚合胚制作效率的影响

不同品系小鼠的 2 细胞期胚胎 (二倍体 ,2n) ,经电融合后 ,获得发育的 4 细胞期四倍体胚胎 (4n)的能力上存在着差异。将不同品系小鼠的 2n、 4n胚胎分别配对作聚合 ,所获 2n 4n聚合胚的发育结果表明 :在着床前 ,2n 4n聚合胚的获得率因胚胎品系组合的不同而异 ;胚胎移植后 ,聚合胚在与 4n胚胎相同或相近品系的移植受体中 ,其着床率较高 ;在着床后胎儿及出生仔鼠的获得率上 ,采用遗传杂合性的 2n胚胎所组成的 2n 4n聚合组合较高。上述结果提示 :小鼠的遗传背景可影响到 4n胚胎及相应 2n 4n聚合胚的制作效率。以GFP标记跟踪2n 4n聚合胚 4n细胞着床后的发育命运 ,发现 :妊娠中后期的孕体中 ,4n细胞限制性地分布至胚外组织     

基于线粒体CO 1基因序列的DNA条形码在鲤科鲌属鱼类物种鉴定中的应用

本研究探讨了线粒体CO1基因作为DNA条形码对鲌属鱼类进行物种鉴定的可行性。研究中获得了鲌属4种鱼类共32个个体长度为816bp的CO1基因序列。利用MEGA软件计算鲌属鱼类种间及种内遗传距离,利用邻接法、最大简约法、最大似然法和Bayesian方法分别构建分子系统树。结果显示,鲌属鱼类的种间遗传距离显著大于种内遗传距离。在系统树中,鲌属鱼类每一物种的个体分别形成各自独立的分支。基于CO1基因的DNA条形码在识别鲌属鱼类物种方面和传统形态学基本一致,而且该基因可以探讨鲌属鱼类种间的系统发育关系。本研究表明以CO1基因作为鲌属鱼类DNA条形码进行物种鉴定具有一定的可行性。     

Cucumis属3种不同倍性种间杂交后代的同工酶分析

以3种不同倍性的Cucum is属种间杂交后代[异源四倍体C.hy tivus(2n=4x=38,HHCC)、异源三倍体(2n=3x=26,HCC)和正反交种间杂种F1(2n=2x=19,HC/CH)]及其双亲为试材,比较研究了过氧化物酶(POD)和酯酶(EST)同工酶在不同器官中的酶谱表达特性.结果表明,花蕾中的POD和EST同工酶谱带都比叶片中的丰富,表现出明显的组织特异性.在相同器官的同一酶系统中,3种不同倍性种间杂交后代的酶谱基本一致,主要表现为互补双亲的酶带,同时出现了双亲所没有的酶带(POD4c和EST3b等),表明远缘杂交扩大了黄瓜的遗传基础.此外,在幼叶和花蕾的POD同工酶中,大部分酶带活性随染色体倍性增加而减弱,表明基因剂量与POD同工酶酶谱的表达呈负相关.     

长湖达氏鲌的生长特性及其资源现状

2015年9月至2016年8月在湖北长湖采集达氏鲌(Culter dabryi)样本592尾,对其年龄、生长及资源状况进行了研究。结果表明,长湖达氏鲌种群的年龄组成为1~7龄,其中以1~4龄鱼为主,占样本总量的91.38%;达氏鲌属匀速生长类型,其体重(W)和体长(L)的关系式为W=0.008L3.148(n=592,R~2=0.995,P0.01),且无明显性别差异;采用von Bertalanffy生长方程分别拟合体长、体重与年龄的关系,其表达式分别为,体长Lt=49.103[1﹣e-0.194(t+0.268)],体重Wt=1668.330[1﹣e-0.194(t+0.268)]3.148,生长拐点年龄t=5.64龄,对应体长33.4 cm,体重502.4 g;目前长湖达氏鲌总死亡系数Z=0.80,自然死亡系数M=0.42,捕捞死亡系数F=0.38,资源开发率E=0.48/年,根据体长股分析法估算出长湖达氏鲌2015~2016年资源量为1 809 710尾(15.18 t)。为保持长湖达氏鲌资源稳定,建议捕捞体长33.4 cm以上个体。     

三角鲂×翘嘴鲌、团头鲂×翘嘴鲌两种杂交后代微卫星遗传结构分析

为了指导三角鲂(Megalobrama terminalis)、团头鲂(Megalobrama amblycephala) 与翘嘴鲌(Erythroculter ilishaeformis)的杂交育种工作, 利用筛选出的16对微卫星引物, 比较分析了团头鲂、三角鲂、翘嘴鲌、团头鲂♀×翘嘴鲌♂、三角鲂♀×翘嘴鲌♂后代群体的遗传结构; 结果显示, 平均等位基因数(N_a)分别为3.56、3.63、3.44、4.00和4.31, 平均观测杂合度(H_o)分别为0.3510、0.3757、0.3175、0.3818和0.4079, 平均期望杂合度(H_e)分别为0.6182、0.6290、0.5921、0.6490和0.6825, 平均多态信息含量(PIC)分别为0.5354、0.5367、0.5258、0.5785和0.6067。杂交群体的平均多态信息含量均大于他们的亲本团头鲂、三角鲂和翘嘴鲌, 表明杂交亲群体的遗传多样性较高。聚类分析显示团头鲂与三角鲂首先聚类, 团头鲂♀×翘嘴鲌♂与三角鲂♀×翘嘴鲌♂首先聚类, 然后这2大类聚为一支, 最后与翘嘴鲌聚类。其中团头鲂与翘嘴鲌遗传距离最远, 为0.5204, 团头鲂和三角鲂遗传距离最近, 为0.0853, 结合遗传相似度分析表明2种杂交子代均具有母本效应。基因型分析表明, 2种杂交后代的等位基因均来自于父母本。引物TTF3、TTF4、TTF10以及Mam25在5个群体中均可产生特异性条带, 可区分5个群体。研究结果对三角鲂×翘嘴鲌和团头鲂×翘嘴鲌的良种选育、种质资源保存以及种群鉴定具有重要意义。     

翘嘴红鲌雌雄基因组差异及太湖野生群体遗传多样性现状的AFLP分析

为发展翘嘴红鲌Erythroculter ilishaeformis(Bleeker)性别控制育种和单性养殖技术, 利用AFLP技术对翘嘴红鲌太湖野生群体中雌、雄各20个个体的基因组进行了遗传多样性和雌雄差异分析。用筛选出的8对AFLP多态性引物在太湖野生群体基因组中共检测到319个位点, 其中多态性位点185个。通过对所有多态性位点在个体中的分布进行分析, 发现一个只在雄性个体中稳定存在、在雌性个体中缺失的差异位点。在人工雌核发育翘嘴红鲌群体只有雌性个体, 其基因组中也检测不到该差异位点的存在。这些结果表明翘嘴红鲌性别分化可能受到严格的遗传调控, 该差异位点是雄性特有的性别分子标记。翘嘴红鲌太湖野生群体目前的多态位点比率P=57.99%, 观测等位基因数N_a=1.5799±0.4943, 有效等位基因数N_e=1.3859±0.3971, Shannon’s信息指数I=0.3221±0.2987。这些统计分析结果与10年前对该群体的AFLP研究结果(P=51.21%, N_a=1.512±0.500,N_e=1.252±0.371,I=0.218±0.275)相比没有显著差别(P>0.05), 说明该群体目前还具有适度的遗传多样性。     

大麦和小麦杂种胚的离体培养及杂种幼苗的形态和染色体观察

1978年3月至7月,我们研究了大麦与小麦远缘杂交杂种幼胚离体培养的技术,并获得了大麦与小麦属间杂种,现简要报道如下: 1.用六稜裸大麦天津1号品种(Hordeum vulgare,2n=14)与辐射育成品种、杂交育成品种以及含有偃麦草、黑麦血统的遗传性状已稳定的15个小麦品种(除小黑麦2n=56外,其余小麦品种2n=42,属于Triticum aestivum)进行正、反交。授粉后第二     

鱼类遗传育种中生物学方法的应用及研究进展

鱼类遗传育种是指利用生物学方法对鱼类进行遗传选择或改造,从而获得新型改良鱼类的过程;它可以通过人为选择优势遗传性状或者通过整合或改变已有的遗传性状而达到遗传改良的目的.鱼类遗传育种是一个从稳定品系中筛选或研制变异品系,再从变异品系中培育稳定品系的循环过程.鱼类良种的培育成功将在很大程度上带动良种的饲养、加工、销售、休闲等后续产业的发展,这在渔业经济发展中具有重要意义.本文系统地总结了包括传统选择育种、分子标记辅助育种、全基因组选择育种和单性控制育种在内的选择育种技术,综述了杂交育种(近缘和远缘杂交)、细胞核移植、生殖干细胞和生殖细胞移植、人工雌核发育和雄核发育技术、多倍体育种在内的性状整合育种技术,以及以转基因育种为代表的性状改造育种技术,乃至这些育种技术在鱼类育种中的应用情况,同时结合本实验室在鱼类远缘杂交、雌核发育和雄核发育等染色体倍性育种方面的研究成果,对国内外鱼类育种的研究现状以及存在的问题进行了系统的概述.     

小麦与黑麦和大麦与黑麦的杂种幼胚培养

植物名称: 普通小麦(Triticum aestivum.)品种阿勃(2n=6x=42)与瓦维洛夫黑麦(Secale vavilovii)(2n=2x=14)杂种当代。二棱大麦(Hordeum uulga-re)的紫秆、白粒品系和品种Beztes与瓦维洛夫黑麦杂种当代。     

十种姜科植物的染色体数目研究

报道了姜科3属10种植物的染色体数目。(1)姜属5种:版纳姜2n=22,弯管姜2n=22,圆瓣姜2n=22,红球姜2n=22,紫色姜2n=22;(2)舞花姜属4种:舞花姜2n=24,毛舞花姜2n=48,双翅舞花姜2n=48,澜沧舞花姜2n=32;(3)凹唇姜属1种:白斑凹唇姜2n=36。其中弯管姜、圆瓣姜、紫色姜、澜沧舞花姜、白斑凹唇姜的染色体数目为首次报道。     

淀山湖翘嘴鲌的年龄结构与生长特性

研究翘嘴鲌的年龄结构与生长特征可为探其繁殖、性成熟年龄、存活率等习性积累有效数据, 并可为优化鱼类种群结构、科学利用其种质资源提供参考依据。以2016年5月至2017年4月逐月于淀山湖采集到的452尾翘嘴鲌(Culter alburnus)为研究材料, 研究其年龄结构与生长特征间的紧密联系。结果表明: 翘嘴鲌体长15.32—77.91 cm; 体重范围43—5567 g。雌雄群体间的体长和体重的差异不显著(P>0.05), 体长和体重拟合关系式为W=0.00002L2.9211 (R2=0.9143, n=452), 符合匀速生长特性; 选用鳞片鉴定年龄、测量鳞径, 并建立von Berta-lanffy生长方程, L_t=99.65[1–e–0.1357(t+0.6287)]; W_t=11874.27[1–e–0.1357(t+0.6287)]2.9211。采集的翘嘴鲌样本由1—6龄组成, 优势年龄组3龄, 占样本总数的55.71%, 表明生长趋于低龄化、小型化; 生长拐点年龄为7.2711龄时对应的体长和体重分别为65.54 cm和3471.79 g。     

甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥杂交创制有限花序新种质

远缘杂交是作物遗传改良和种质创新的重要途径。本研究通过甘蓝型油菜(2n=38,AACC)与埃塞俄比亚芥(2n=34,BBCC)的种间杂交获得了形态属于两亲本中间型的杂种F_1,且表现埃塞俄比亚芥的有限花序特性。该杂种具有预期的体细胞染色体数目(2n=36,ABCC),GISH分析显示含有8条B染色体组的染色体;在减数分裂终变期的花粉母细胞中出现多种染色体配对构型,在后期Ⅰ染色体分离多以17∶19分离为主,但在后期Ⅰ及后Ⅱ期均出现大量的落后染色体、染色体桥,导致花粉败育。将该杂种与亲本甘蓝型油菜品种中双11连续回交,获得有限花序的后代材料BC_5F_1,其他形态特征与中双11类似,其体细胞染色体数目恢复至2n=38,减数分裂染色体行为也正常;GISH分析虽检测到少数B染色体组信号,但没有整条的染色体。利用46对B基因组特异引物对有限花序杂种及后代材料进行SSR扩增,发现在杂种F_1及部分BC_5F_1植株中都能检测到B基因组特异带,表明有埃塞俄比亚芥B基因组遗传成分的导入。所创建的有限花序新品系为油菜的遗传改良和选育适于机械化作业的新品种提供新材料。