人工诱导鱼类雌核发育的实验研究

<正> 人工诱导鱼类雌核发育技术是六十年代必起的,属于染色体遗传工程。此技术首先在苏联兴起,而后欧美等国相继进行了研究。所谓人工诱导鱼类雌核发育(生)就是使遗传上去活的精子进入未受精卵使卵单性发育。在这里人工去活的精子仅起激活卵子发育作用而不参与遗传物质。这项技术的建立不仅能控制性别,而且由于使其雌性染色体加倍高度近亲,这就为迅速建立鱼类纯系     

鱼类的雌核发育、雄核发育和杂种发育

绝大多数鱼类为两性精卵结合生殖,但有少数几种鱼类为雌核发育或杂种发育,偶然有雄核发育的现象。雌核发育鱼类为单一雌性或含有少量雄性的群体。这种方式因为仅需要精子激活卵子,精子并不参与遗传而称为雌核发育或雌核生殖。与雌核发育相反,卵子在发育中失活,只由雄核发育为一个个     

异源精子诱导条斑星鲽雌核发育

用冷冻保存的花鲈精子作为异源精子,采用紫外线（UV）对精子进行照射使其遗传物质失活,然后与卵子进行授精,可以刺激条斑星鲽鱼卵进行雌核发育,在受精后一定时间采用冷休克处理“受精”卵,抑制第二极体排出成功获得了条斑星鲽雌核发育二倍体鱼苗。实验表明,花鲈精子只有经过紫外线照射遗传失活后,才能诱导产生条斑星鲽雌核发育二倍体鱼苗。经过大量实验筛选出诱导条斑星鲽雌核发育的最佳条件为花鲈冷冻精子采用80 MJ/cm² 的紫外线照射,然后与条斑星鲽卵子进行授精,在受精后7~9 min,将受精卵放在-1.0~1.5 ℃海水中进行冷休克处理,持续时间为60~90 min,在此条件下,获得的雌核发育二倍体的相对诱导率达40.68%±7.24%。由于不失活精子与条斑星鲽卵形成的杂交胚只能存活到原肠期,而染色体未被成功加倍的胚胎会由于单倍体的致死效应在孵化前后死亡,所以存活的仔鱼全部为条斑星鲽雌核发育二倍体。采用微卫星标记技术对雌核发育鱼苗进行了分析,证明了雌核发育鱼苗为雌核发育二倍体。首次报道了采用异源冷冻精子诱导条斑星鲽鱼卵进行雌核发育的技术方法,为条斑星鲽性别控制和遗传改良提供了技术手段。     

花鲈冷冻精子诱导漠斑牙鲆雌核发育

采用紫外线(UV)对冻存的花鲈精子进行照射使其遗传物质失活,作为异源精子诱导源,与漠斑牙鲆卵子进行“授精”,可以诱导漠斑牙鲆卵进行雌核发育。结合静水压处理,抑制第二极体排出,成功获得了漠斑牙鲆雌核发育二倍体鱼苗。实验表明,同源精子和异源精子均可在紫外线照射遗传失活后诱导漠斑牙鲆卵雌核发育,经实验筛选出异源精子诱导漠斑牙鲆雌核发育的最佳条件为花鲈冻存精子采用80 mJ/cm²的紫外线照射,然后与漠斑牙鲆卵子进行授精,培育水温18 ℃条件下,受精后4~5 min,施以65 MPa的静水压休克处理6 min,可有效诱导漠斑牙鲆卵的雌核发育。采用形态学、流式细胞仪DNA含量分析和微卫星标记技术对雌核发育鱼苗进行了分析,证明了雌核发育鱼苗为雌核发育二倍体。本文首次报道了采用异源冷冻精子诱导漠斑牙鲆鱼卵进行雌核发育的技术方法,为漠斑牙鲆性别控制和遗传改良提供了技术手段。     

异源精子诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体的微管动态变化

采用紫外线遗传灭活的长牡蛎（Crassostrea gigas）精子激活栉孔扇贝（Chlamys farreri）卵子,并用6-DMAP诱导染色体加倍的方法,获得第二极体抑制型雌核发育二倍体早期胚胎。多聚甲醛固定、免疫荧光染色后,运用荧光显微镜观察栉孔扇贝正常发育卵子和异源精子诱导的雌核发育卵子,对其受精过程中微管的动态变化过程进行观察和分析。结果表明：（1）正常发育组受精卵内以微管为基础的纺锤体能够顺利地组装并引导卵细胞进行减数分裂和第一、第二极体的排放,以及雌、雄原核融合和第一次卵裂;（2）异源精子诱导雌核发育的卵子经6-DMAP处理后,部分微管变得模糊或消失,纺锤体受到破坏导致染色体的分离无法进行,第二极体的形成受到抑制并使雌核染色体二倍化;去除6-DMAP作用后,微管重新组装,雌核分裂重新启动继而进行卵裂;精核保持固浓缩状态或轻微膨胀形成雄性原核,但卵裂后期则以致密的染色质体（DCB）形式存在于分裂沟上或进入一个卵裂球中。结果证实,长牡蛎精子经紫外线遗传灭活后可顺利进入并激活栉孔扇贝成熟卵子但不参与合子核的形成,6-DMAP也可有效抑制第二极体的排放而获得雌核发育二倍体胚胎。本实验结果为研究异源精子诱导栉孔扇贝雌核发育的可行性提供了细胞学依据。     

3种染色体组加倍方法诱导黄河鲇雌核发育的比较

用经紫外线照射后遗传失活的黄河鲇精子、刺激性成熟的黄河鲇卵子,进行雌核发育,采用冷休克、热休克和秋水仙素浸泡等3种染色体组加倍方法诱导黄河鲇卵进行二倍体雌核发育.实验结果表明:在人工诱导黄河鲇二倍体雌核发育过程中,以冷休克处理组的效果最好,胚胎孵化率达到8.1%;其次为秋水仙素处理组,胚胎孵化率达到6.3%;热休克处理组诱导效果较差,胚胎孵化率仅为4.0%.     

3种不同染色体组加倍法在草鱼人工雌核发育中的对比研究

以性成熟的普通草鱼卵子和经紫外线照射处理后遗传失活的湘江野鲤精子为材料，采用三种不同染色体加倍法诱导草鱼雌核发育，3次重复实验结果表明：在人工诱导草鱼雌核胚胎发育过程中，二倍体诱导率以冷休克法处理组最好，其次分别为秋水仙素处理组织和热克法处理组。     

3种染色体组加倍方法诱导黄河鲇雌核发育的比较

用经紫外线照射后遗传失活的黄河鲇精子、刺激性成熟的黄河鲇卵子, 进行雌核发育, 采用冷休克、热休克和秋水仙素浸泡等3种染色体组加倍方法诱导黄河鲇卵进行二倍体雌核发育。实验结果表明: 在人工诱导黄河鲇二倍体雌核发育过程中, 以冷休克处理组的效果最好, 胚胎孵化率达到8. 1%; 其次为秋水仙素处理组, 胚胎孵化率达到6. 3%; 热休克处理组诱导效果较差, 胚胎孵化率仅为4. 0%。     

七彩鲑雌核发育及其倍性研究

利用紫外线照射对七彩鲑(Salvelinus fontinalis)精子进行灭活处理,使其遗传物质失活,作为同源精子诱导源,与七彩鲑卵子进行受精,采用冷休克方法诱导雌核发育。结果表明:同源精子可以诱导七彩鲑的雌核发育,紫外照射强度为72 m J/cm2;距离为8 cm;冷休克温度为20℃。七彩鲑减数分裂雌核发育倍性测定以鸡(Gallus sp.)红细胞DNA含量(2.5 pg/N)为标准、七彩鲑普通育苗子一代为参照,采用流式细胞术和微卫星标记技术对30尾七彩鲑减数分裂雌核发育鱼苗进行分析,证明了雌核发育鱼苗为雌核发育二倍体。     

鲤鱼的研究——雌核发育

<正> 引言雌核发育就是由卵子被不提供遗传物质的精子激活后形成胚胎的一种生殖方式。这在少数种类如花?、(poecilia formosa),银鲫(Carassius auratus gibelio)的某些种群中是一种自然的繁殖方式。在受精和早期发育阶段使用各种处理可以人工诱导雌核发育。这种处理必须解决两个问题:第一个是使雄配子的遗传物质失     

异源精子诱导犬齿牙鲆雌核发育

用冷冻保存的花鲈精子作为异源精子,采用紫外线（UV）对精子进行照射使其遗传物质失活,然后与卵子进行“授精”,可以刺激犬齿牙鲆鱼卵进行雌核发育,在受精后一定时间采用冷休克处理“授精”卵,抑制第二极体排出成功获得了犬齿牙鲆雌核发育二倍体鱼苗。实验表明：犬齿牙鲆同源精子经80 mJ/cm² 的紫外线照射可以完全失活,冻存花鲈精子经紫外线照射后也同样具有诱导犬齿牙鲆雌核发育的能力。无论同源精子还是异源精子,最佳诱导条件为在18 ℃条件下,精子经80 mJ/cm²的紫外线照射,受精后4~5 min将受精卵放在3 ℃海水中进行冷休克处理,持续时间为45 min,同源精子和异源精子二倍体诱导分别为32.66%±7.03%和28.00%±6.48%。采用形态学、流式细胞仪DNA含量分析和微卫星标记技术对雌核发育鱼苗进行了分析,证明了雌核发育鱼苗为雌核发育二倍体。     

异源精子诱导犬齿牙鲆的雌核发育

用冷冻保存的花鲈精子作为异源精子,采用紫外线(UV)对精子进行照射使其遗传物质失活,然后与卵子进行"授精",可以刺激犬齿牙鲆鱼卵进行雌核发育,在受精后一定时间采用冷休克处理"授精"卵,抑制第二极体排出成功获得了犬齿牙鲆雌核发育二倍体鱼苗.实验表明:犬齿牙鲆同源精子经80 mJ/cm2的紫外线照射可以完全失活,冻存花鲈精子经紫外线照射后也同样具有诱导犬齿牙鲆雌核发育的能力.无论同源精子还是异源精子,最佳诱导条件为在18℃条件下,精子经80 mJ/cm2的紫外线照射,受精后4～5 min将受精卵放在3℃海水中进行冷休克处理,持续时间为45 min,同源精子和异源精子二倍体诱导分别为32.66%±7.03%和28.00%±6.48%.采用形态学、流式细胞仪DNA含量分析和微卫星标记技术对雌核发育鱼苗进行了分析,证明了雌核发育鱼苗为雌核发育二倍体.     

诱导鲤雌核发育时精子入卵的扫描电镜观察

以雌核发育性成熟鲤(Cyprinuscarpio)卵子和经紫外线照射处理遗传失活的鲫鱼(Carassiusauratus)精子为材料,在再次诱导其雌核发育时,通过扫描电镜和光学显微镜对比观察诱导组和正常受精组精子入卵的情况及鲤鱼成熟卵受精过程中精孔区的外部形态变化。结果表明,无论试验组或对照组在受精后2s精子就能迅速到达精孔区。精子入孔后,受精孔便被絮状物质堵塞;受精后35～40s壳膜表面开始模糊;60s后,精孔区絮状物及精子均消失。     

人工雌核发育及其在遗传学和水产养殖上的应用

精子染色体的失活(用辐射或化学物处理)与细胞分裂的抑制(用冷休克、热休克或水静压法)的染色体组控制技术，能够容易地应用于鱼类而产生正常的雌核发育二倍体个体。在雌性配子同型(XX)的鱼类中，雌核发育个体具有其母亲的全部染色体且应该全部是雌性。局部自交，即杂合的雌核发育二倍体可以通过保留卵子第二极体的处理产生之完全纯合的雌核发育二倍体则可以用阻止第一次有丝分裂的方法产生。雌核发育对基因作图与纯合自交系的快速建立是有用的。这些自交系可用于遗传学与选择育种的研究。尽管雌核发育可以被用来产生单性种群，但由于后裔中自交衰退的存在，因此它可能不是种群控制的最好方法。目前，雄核发育还没有被广泛地应用于鱼类，但对自交系的产生来说，作为雌核发育的一个补充方法同样具有潜力。     

人工诱导杂色鲍(Haliotis diversicolor)雌核发育受精细胞学观察

应用组织切片方法,比较观察了杂色鲍普通二倍体、人工诱导三倍体、人工诱导雌核发育单倍体和雌核发育二倍体在成熟分裂和第一次卵裂期间的细胞学变化,以探讨人工诱导杂色鲍雌核发育的细胞学机制。结果表明,精子经紫外线辐射进行遗传失活处理后,仍然能够进入卵子,并激动卵子发育,卵子能够正常完成两次减数分裂,与普通受精卵没有明显差别。精子入卵后形成精核,大多能够逐渐解凝、液化并膨大,最终形成形态正常的雄性原核,但在第一次卵裂早期退化成浓缩的染色质小体(DCB),并在胞质分裂时随机地分配到其中一个子细胞里的分裂沟附近。在人工诱导三倍体和雌核发育二倍体受精卵中,受精卵经细胞松弛素B处理后,染色单体在第二次成熟分裂期分离,但胞质分离受抑制,留在卵质中的两套染色体形成两个染色质团,并发育成两个雌性原核。     

紫外线诱导栉孔扇贝雄核发育的研究

研究了利用紫外线诱导栉孔扇贝雄核发育的条件。表明紫外线(254nm)对卵子染色质失活是有效的。在强度为2.8mW·cm-2·s 1的紫外线下照射20s的卵子与正常精子混合后能保持一定的受精率(60.2%),且D形幼虫发生率为0。染色体检查结果显示此时单倍体率最高(49.2%)。说明在强度为2.8mW·cm-2·s-1的紫外线下照射20s是获得雄核发育单倍体的适宜条件。研究发现受精率和D形幼虫发生率随照射时间的增加而下降,遗传失活的卵子与正常精子受精后其胚胎发育至D形幼虫前期停止。实验中各处理组均出现非整倍体。出现的原因可能由于紫外线照射剂量对卵子染色体遗传失活的作用程度不同以及DNA的光修复。     

人工诱导雌核发育金鱼的研究

人工诱导雌核发育技术,属染色体组工程,其原理是人工使遗传上失活的精子进入未受精的成熟卵,引起卵细胞的雌核发育。由于单性遣传的结果,子代基因纯合,从而可以迅速地建立纯系。一次人工诱导雌核发育的纯度约相当于     

黑鲷精子诱导漠斑牙鲆雌核发育研究

采用紫外线遗传失活的黑鲷精子与漠斑牙鲆卵子授精,获得了漠斑牙鲆雌核发育单倍体受精卵,经冷休克处理后诱导出漠斑牙鲆雌核发育二倍体.试验结果表明,黑鲷精子经紫外线照射后(0～180 J/cm2)与漠斑牙鲆卵子受精,胚胎孵化率呈现明显的Hertwig效应.黑鲷精子遗传失活的最适紫外线照射剂量为120 J/cm2.18℃的水温条件下,冷休克处理的最适时刻为受精后4 min.处理持续时间和处理温度组合试验表明,在相同处理持续时间条件下,3℃休克水温处理效果均优于对应1℃休克水温各组,且45 min处理持续时间诱导效果最佳.综合试验结果,黑鲷精子诱导漠斑牙鲆雌核发育的适合条件为:水温18℃,将黑鲷精子经120 J/cm2紫外线照射后与漠斑牙鲆卵子受精,受精后4min,用3℃冷海水处理45min,可获得46.59％的雌核发育漠斑牙鲆二倍体初孵仔鱼.     

斑马鱼雄核发育技术研究

为探索人工诱导斑马鱼雄核发育二倍体克隆鱼的途径和方法,运用紫外线照射卵子使其遗传物质失活,利用斑马鱼体表花纹形态作为遗传标记,使用热休克技术阻止受精卵的第一次卵裂加倍染色体。试验结果表明总辐射剂量为120mJ cm2紫外线照射斑马鱼卵可以使雌核遗传物质完全失活;体表花纹为豹斑花纹被证实是由纯合隐性基因控制的性状,可以作为雄核发育遗传标记;遗传失活卵受精后经2min,(41 5±0 5)℃的热休克后出现两个染色体加倍的高峰期,分别为受精后的11min和23min,且后一时期效果优于前一时期,最高二倍体诱导率达46 15%;经遗传分析,共获得正常存活的雄核发育二倍体克隆鱼19尾,说明经过优化的紫外线结合热休克等染色体操作技术,可以成为诱导雄核发育二倍体克隆鱼的有效手段。     

紫外线照射对光棘球海胆精子遗传失活和授精能力的影响

用不同照射剂量的紫外线照射光棘球海胆的精子,然后与正常的成熟卵子授精。在照射强度为0 75mW/(h·cm2),温度22℃的条件下,照射时间为0～180s,授精率随照射时间的增加而下降,但是在110～130s内又略有回升。用遗传失活精子授精可激活卵子,其早期胚胎的成活率随照射剂量的增加依次为57%、49%、41%、20%、12 5%、48 6%、61%、30 5%、16%。从早期胚胎成活率上可以看出"Hertwig效应"的存在。观察精子遗传失活和授精激活卵子的情况,其结果是在紫外线照射强度为0 75mW/(h·cm2),照射时间为130s,精液厚度为0 1mm的条件下,精子可以完全遗传失活,用这种失活精子授精可激活卵子进行胚胎发育。