人工诱导雌核发育技术在淡水鱼类遗传育种研究中的应用.doc

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1、人工诱导雌核发育技术在淡水鱼类遗传育种研究中的应用　　摘要：简述了人工诱导淡水鱼类雌核发育的原理、方法，阐述了目前淡水鱼类人工雌核发育在应用方面的进展以及存在的主要问题。　　关键词：人工诱导雌核发育；淡水鱼类；染色体　　中图分类号：Ｓ９１７文献标识码：Ａ文章编号：0439－８11407－1430-04　　　　ApplicationofArtificiallyInducedGynogenesisonResearchofFreshwaterFish　　　　ＺＨＡＮＧＬｏｎｇ－ｇａｎｇ，ＬＩＸｉａｎ，ＦＵＰｅｉ－ｓｈｅｎｇ　　　　　　Ａｂｓｔｒ

2、ａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｍｅｔｈｏｄｏｆｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｆｉｓｈａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｙｎｏｇｅｎｅｓｉｓｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓａｓｗｅｌｌａｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｇｙｎｏｇｅｎｅｓｉｓｏｎｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｆｉｓｈｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｉｎｄｕｃｅｄｇｙｎｏｇｅｎｅｓｉｓ；ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｆｉｓｈｅｓ；ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ　　　　淡水鱼类增养殖是内陆水产

3、业的重要组成部分，近几十年来，由于水域环境污染加重以及渔业捕捞强度不断增加，鱼类资源面临严重威胁。因此，除了对传统的捕捞渔业加以限制和改进之外，必须大力发展水产增养殖业，积极开展鱼类育种研究工作，培育出优良的新品种。近几十年来，生物技术的发展加速了鱼类的细胞工程育种和基因工程育种研究，使育种工作呈现出崭新的面貌。　　人工诱导雌核发育技术于２０世纪５０年代后期首先从国外发展起来，７０年代末期，我国首先从淡水鱼着手开始了这一领域的研究。３０年来，已取得了丰硕的成果，３个红鲤雌核发育纯系的建立以及异育银鲫的选育与推广，说明我国鱼类雌核发育研究无

4、论从理论上还是从应用上都取得了长足的进步［１，２］。目前，国内外水产学者通过人工诱导淡水鱼类雌核发育，已经成功地培育出草鱼［３］、斑马鱼［４］、罗非鱼［５，６］、稀有�L鲫［７］、锦鲤［８，９］、虹鳟［１０］、泥鳅［１１］、匙吻鲟［１２］等经济鱼类的克隆品系，为养殖新品种的开发以及性别决定机制、单性生殖等研究提供了极为宝贵的资料。　　１人工诱导雌核发育　　１．１人工诱导雌核发育的原理　　人工诱导雌核发育是指采用物理或化学方法使精子遗传失活，再以这种精子激活卵子，但精子不参与合子核的形成，卵子仅靠雌核发育形成胚胎并通过染色体加倍获得正常的雌

5、核发育后代。但许多学者的研究证明，失活的异源精子在雌核发育子代中存在异精生物学效应［１３，１４］，在有些种类中甚至有了父本的遗传物质整合到雌核发育鱼在基因水平上的证明［１５］。　　１．２人工雌核发育的诱导　　人工诱导两性繁殖鱼类的雌核发育包括两个方面：精子染色体的遗传失活以及卵子染色体的二倍体化。　　１．２．１精子染色体的遗传失活精子染色体的遗传灭活方法目前主要有物理方法和化学方法。其中，物理方法包括γ射线、Ｘ射线以及紫外线。各有其优缺点：γ射线与Ｘ射线具较好的穿透力，方便对大量精子的处理，它们主要起诱发染色体断裂的作用，经Ｘ射线处理过的

6、精子生存力和受精力都较差，在雌核发育的胚胎中还可能存在大量的精子染色体碎片；而紫外线则比较容易操作，它比γ射线和Ｘ射线危险性小，主要作用在ＤＮＡ上，经紫外线照射后的ＤＮＡ，局部结构变形，从而严重影响ＤＮＡ的正常复制和转录。但紫外线的穿透力较差，还可能出现光复活作用，导致精子遗传物质失活不彻底，使雄性个体的某些ＤＮＡ片段参与遗传，在某种意义上阻碍了人工雌核发育研究的进一步深入。化学方法主要是用化学药物处理使精子遗传物质失活，常用的化学药品有甲苯胺蓝、乙烯脲、二甲基硫酸盐以及丫啶黄和噻嗪等［１６］。比较而言，化学药物的处理效果不及辐射处理。　

7、　１．２．２卵子染色体的加倍刘建康等［１７］报道，一般来说正常两性繁殖鱼类排出的成熟卵子正处在第二次成熟分裂中期，此时的卵子仅含有减半的染色体数目，使用灭活后的精子和正常卵子“受精”后的卵子仅有１套染色体组，如果不进行染色体的加倍，胚胎最终表现出有一系列遗传缺陷的单倍体综合征。典型的形态学特征表现为躯体弯曲、较短，头、躯干、尾三者比例失常，围心腔扩大，水肿，色素减少，血液循环系统不健全等。尽管能通过胚胎发育，但是至孵化期前后即大量死亡，所以要得到正常的雌核发育二倍体后代必须进行染色体的加倍，即在胚胎发育过程中抑制第一次卵裂或阻止第二极体的

8、排出。常用的加倍方法包括物理方法、化学方法和生物方法。　　温度休克就是用高于或低于卵子的最适发育温度的方法处理胚胎的技术。在鱼类中，受精卵的温度休克已被广泛用来阻止第二极体的排出或抑制第一次卵