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.     

大黄鱼(♀)与鮸状黄姑鱼(♂)杂交及其子代的遗传分析

为了探讨大黄鱼(♀)与鮸状黄姑鱼(♂)远缘杂交的可行性,构建了2个杂交家系(LN1和LN2),检测了杂交F1的倍性,并利用10个微卫星标记对杂交亲本及F1进行遗传分析。结果表明,大黄鱼(♀)与鮸状黄姑鱼(♂)可以成功杂交产生形态正常后代,45日龄成活率达到30%,但杂交受精率(29.0%、32.6%)与孵化率(75.0%、76.7%)要显著低于大黄鱼自繁(P<0.05)。杂交幼鱼体型修长,头为尖钝型,体侧布满黑褐色斑点;DNA相对含量测定和微卫星标记分析结果显示,90%以上杂交后代是杂交二倍体,另外有少量的杂交三倍体和雌核发育二倍体;杂交幼鱼形态兼具有双亲的特征,与大黄鱼明显不同;至45日龄为止,杂交二倍体和三倍体生长速度均慢于大黄鱼。研究结果为大黄鱼(♀)和鮸状黄姑鱼(♂)杂交F1的开发利用及管理提供了参考依据。     

异源冷冻精子诱导大菱鲆的雌核发育

采用冷冻保存的鲈(Lateolabrax japonicus)精液不经紫外线照射直接与大菱鲆(Scophthalmus maximus)卵进行杂交,可以刺激大菱鲆卵进行胚胎发育,胚胎发育率(发育至原肠期后胚胎成形的卵占总卵数的百分比)可达79.1%.通过与精子照射组单倍体发育过程等对比观察发现,杂交后代为大菱鲆的单倍体.如果在"受精"后2～10min内将大菱鲆卵在0～6℃冷休克处理110～50min,均能诱导卵子染色体加倍.对冷休克处理条件的筛选结果表明,在0℃条件下,卵子在受到鲈鱼精子刺激后6min开始进行冷休克处理25min,二倍体孵化率(雌核二倍体苗占受精卵的百分比)最高,可达34.8%.通过对各实验组卵发育情况的跟踪观察,发现单倍体与雌核发育二倍体在发育过程中有明显的差异,这种差异最早出现在8细胞期.单倍体胚胎头部发育不正常,眼泡较小,身体短且扭曲较严重,从肌节期开始沉积大量的黑色素颗粒.仔鱼孵化1周内单倍体即全部死亡.与正常二倍体对照组相比较,证明所得正常形态仔鱼即为雌核发育二倍体.     

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。     

大黄鱼同质雌核发育的诱导及微卫星标记分析

为了解大黄鱼同质雌核发育的诱导条件及其效果,用紫外线照射灭活大黄鱼精子的遗传物质,静水压休克抑制第一次卵裂,培育出2个同质雌核发育家系(GF1和GF2),并借助微卫星标记进行鉴定,研究了10个母本中杂合的位点在2个家系中的传递和分离。结果显示,GF1和GF2孵出的仔鱼中分别有40.0%和17.1%形态正常个体,GF1检测8个位点30个个体均表现出雌核发育双单倍体（GDH）的特征,有20种基因型;GF2检测4个位点30个个体中,27个为GDH,2个含有父本基因,余下1个个体扩增条带既不同于母本也不同于父本,遗传本质不明。可见,所采用方法可以诱导出同质雌核发育大黄鱼。10个标记中除了LYC0026和LYC0053标记在GF2中偏离了1∶1（P<0.05）,其余标记在GDH中的分离均符合孟德尔遗传定律的预期比值。研究还发现LYC0002和LYC0014的分离模式完全相同。首次报道了大黄鱼同质雌核发育的人工诱导及微卫星标记在GDH中的传递与分离,为大黄鱼纯系培育及利用GDH与纯系进行基因组作图分析等研究奠定了基础。     

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.     

真鲷精子诱导牙鲆减数分裂雌核发育

采用真鲷精子激活牙鲆卵子,经(0±0.5)℃冷休克处理,诱导了牙鲆减数分裂雌核发育。灭活真鲷精子,紫外线照射剂量3.4mJ/cm2时孵化率最低;随着照射剂量的增加,孵化率恢复,照射剂量73mJ/cm2时,孵化率最高,呈现典型的Hertwig效应。用流式细胞仪检测倍性,未经冷休克处理的胚胎全部为单倍体,经冷休克处理的均为二倍体,表明精子灭活有效。冷休克实验结果表明,冷休克起始时间2～5min均有效,以3min为最好;冷休克持续时间30～90min均有效,以45min为最好。综合两项因素,授精3min后,休克时间持续45min组的授精率和孵化率均为最高,与其他处理组差异显著(P<0.05)。RAPD分析结果显示,异源精子的遗传信息未在雌核发育二倍体的电泳图中出现,表明其遗传信息没有传递给子代。     

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%.     

黄姑鱼异质雌核发育子代的遗传分析

为了解黄姑鱼（Nibea albiflora）异质雌核发育子代的基因纯合情况,利用微卫星标记（SSR）和扩增片段长度多态性标记（AFLP）对黄姑鱼异质雌核发育家系进行遗传鉴定和分析。结果显示：（1）雌核发育家系在4个SSR位点和5对AFLP引物组合扩增出的位点均未发现父本特异性等位条带,表明雌核发育体比率为100%。（2）用于遗传分析的7个SSR位点在雌核发育家系和正常交配家系中均未见完全纯合的情况,雌核发育家系7个SSR位点的平均纯合度为0.382,是正常交配家系（0.161）的2.37倍。雌核发育家系各个体的纯合位点数为0~6个,纯合位点所占比例为0~85.7%。（3）5对AFLP引物共扩增出182条清晰的扩增条带,其中有21条父本特异性条带和16条母本特异性条带。16条母本特异性条带中有7个条带在雌核发育家系中显著偏分离（P<0.05）。雌核发育家系和正常交配家系多态性条带比例分别为14.7%和20.3%。（4）雌核发育家系与母本的遗传相似度高于与正常交配家系的遗传相似度,正常交配家系同父本和母本的遗传距离大致相同。研究结果表明,黄姑鱼异质雌核发育二倍体家系的遗传纯合度显著高于正常交配家系,人工诱导雌核发育是促进基因纯合的一个有效途径,它不仅可以加速有利基因的纯合固定,还可以加速有害基因的淘汰,从而有效提高育种效率。     

黄姑鱼锰超氧化物歧化酶基因的克隆及氨氮和亚硝态氮胁迫对其表达的影响

锰超氧化物歧化酶(MnSOD)是一种含金属辅基的抗氧化酶,广泛存在于各种需氧生物中,能将氧自由基快速歧化为分子氧(O_2)和过氧化氢(H_2O_2)。本研究首次获得了黄姑鱼MnSOD基因的cDNA序列,其全长958 bp,包括47 bp的5′端非编码区(untranslated region,UTR)、233 bp的3′UTR和678 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码225个氨基酸残基(aa)。氨基酸序列分析显示,MnSOD含有一条信号肽序列(1～27 aa),4个Mn结合位点(His 53、101、190和Asp 186)和一条保守的锰/铁SOD特征序列(186～193 aa)。系统进化树分析显示,黄姑鱼MnSOD在进化上与大黄鱼最近,并与其他鱼类(斜带石斑鱼、暗纹东方鲀、牙鲆、斑马鱼和日本鳗鲡)聚为一支。荧光定量PCR检测显示,MnSOD基因在所检测的11个黄姑鱼组织/器官中均有表达,其中心脏中表达量最高,其次为脑、肝脏、鳃、中肾、肠、胃、头肾、肌肉和鳔,在脾脏中表达量最低。氨氮和亚硝态氮对黄姑鱼的急性毒性实验显示,黄姑鱼对氨氮胁迫更为敏感,其氨氮和亚硝态氮的96 h半致死浓度(LC50)分别为20.23 mg/L (换算成非离子氨0.57 mg/L)和99.08 mg/L,安全浓度分别为2.02 mg/L (换算成非离子氨0.06 mg/L)和9.91 mg/L。此外,黄姑鱼经氨氮和亚硝态氮急性攻毒后,其肝脏、鳃和头肾中MnSOD基因的表达水平均不同程度上调,推测MnSOD的上调是为了及时清除由氨氮和亚硝态氮刺激产生的氧自由基,或可用作水体污染检测的早期生物标志物。     

黄姑鱼染色体识别与重复序列定位

黄姑鱼是我国重要的海水经济鱼类。然而,由于细胞遗传标记匮乏,黄姑鱼染色体仍然难以辨识。为了提高黄姑鱼染色体的配对识别水平,本研究利用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)、吉姆萨染色和荧光染色技术分析了黄姑鱼染色体的特征。以总DNA为探针进行基因组DNA荧光原位杂交(genomic fluorescence in situ hybridization,GISH),从而获得黄姑鱼染色体图谱,可使每对染色体呈现特定的荧光信号。依据GISH荧光信号分布模式,可以辨识黄姑鱼的24对染色体。18S r DNA FISH结果显示,18S r DNA只有一对信号,分布于1号染色体臂间,并与吉姆萨染色呈现的次缢痕、DAPI阴性带和DPI染色高亮区域同位。5S r DNA有一强一弱两对信号,信号强的一对分布于1号染色体着丝粒端,信号弱的一对分布于4号染色体的远端。端粒信号在所有染色体的端部显示,但个别染色体一端信号微弱。本研究结果丰富了黄姑鱼的细胞遗传标记,为解决黄姑鱼染色体辨识问题提供参考依据,也为进一步研究石首鱼科染色体进化提供了资料。     

大黄鱼与黄姑鱼异源三倍体的诱导和微卫星分析

参照大黄鱼雌核发育诱导程序,应用冷休克抑制大黄鱼(♀)与黄姑鱼(♂)杂交受精卵的第二极体排出,培育了两个异源三倍体家系(PPN1和PPN2)。异源三倍体家系的受精率、孵化率略低于大黄鱼自繁二倍体对照家系(PP),而初孵仔鱼畸形率略高于PP家系。倍性分析显示,异源三倍体家系初孵仔鱼细胞DNA含量约为大黄鱼自繁对照家系的初孵仔鱼细胞DNA含量的1.46倍,且三倍体率达到100%。5个微卫星标记分析结果表明,父本杂合基因在异源三倍体中分离,后代分别得到父本两个等位基因中的一个,分离比符合孟德尔式遗传预期;由于基因的第二次分离被阻断,母本基因在异源三倍体中的传递表现出半四分子的特点,其中部分个体同时保留了母本两个等位基因,表现为杂合基因型。综合倍性分析和微卫星分析结果可以判断,异源三倍体家系成员为含有2个大黄鱼基因组和1个黄姑鱼基因组的异源三倍体。可见,大黄鱼减数分裂雌核发育或三倍体诱导程序中用于抑制第二极体排放的条件,同样适用于诱导异源三倍体。然而,PPN1和PPN2的仔鱼在15日龄后出现生长停滞,陆续死亡,没有个体存活超过1个月,表明母本染色体加倍不能有效提高杂种成活率,但异源三倍体仔鱼可作为遗传作图、基因组比较...     

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。     

Induction of gynogenesis in stellate sturgeon (Acipenser stellatus Pallas, 1771) and its verification using microsatellite markers

Normal egg fertilization was carried out in stellate sturgeon Acipenser stellatus sperm by 60‐, 90‐ and 120‐s ultraviolet irradiation, and a cold shock was carried out afterwards. The treatments included haploids, diploid gynogens, triploid and control groups. Fertilization, hatching and survival rate at the 60‐s irradiation time were significantly greater than those in the 90‐s and 120‐s irradiation and control groups. Two pairs of microsatellite markers were used to find gynogenesis in comparison with the parental and offspring genome in one locus. The results showed all maternal genomes among gynogen offspring with no paternal genome. The markers also showed the maximum gynogenesis induction in the Gy60 treatment.     

溶藻弧菌鞭毛蛋白flaC基因DNA疫苗对红笛鲷的免疫保护研究

为研究溶藻弧菌鞭毛蛋白flaC基因DNA疫苗对红笛鲷的免疫保护作用,实验构建了重组真核表达质粒pcDNA-flaC并将该质粒肌肉注射红笛鲷,采用PCR、RT-PCR、ELISA和攻毒试验等方法检测了该真核表达质粒在红笛鲷组织内的分布、表达和对红笛鲷的免疫保护.PCR结果显示,免疫接种7和28 d,注射点周围肌肉、鳃、肾脏、肝脏和脾脏都存在质粒分布;RT-PCR结果显示,免疫接种后第7天、14天和28天,红笛鲷不同组织内均有目的基因表达.ELISA结果表明,鱼血清内产生了抗FlaC蛋白的抗体,表明DNA疫苗免疫后鱼体表达了目的蛋白,并诱导产生了相应抗体.攻毒实验表明,免疫后的红笛鲷能较好地抵抗致病性溶藻弧菌的感染.结果表明,质粒pcDNA-flaC可能是抵抗溶藻弧菌感染的有效的疫苗候选物.     

半滑舌鳎三倍体鱼苗的人工诱导与鉴定

针对半滑舌鳎雌雄个体生长差异过大、雌性性腺发育成熟后腹部凸起影响舌鳎生长和商品鱼质量等问题,开展了人工诱导半滑舌鳎三倍体的研究。采用静水压处理抑制半滑舌鳎受精卵第二极体排出进行染色体加倍,筛选出有效的静水压处理强度及其持续时间。结果表明,孵化水温23 ℃左右时,授精后5 min,采用36 MPa的静水压压力,休克处理4 min,三倍体诱导率最高,达到100%。采用该诱导条件,大批量获得了半滑舌鳎三倍体鱼苗。采用流式细胞仪分析了三倍体鱼苗细胞DNA含量,表明三倍体鱼苗细胞DNA含量为二倍体对照鱼苗的1.5倍。通过染色体分析表明,三倍体鱼苗的染色体数为63条,而二倍体鱼苗的染色体数为42条。     

黄姑鱼精子的超低温冻存及细胞结构损伤的检测

以HBSS溶液为稀释液,DMSO为抗冻剂,0.25 mL麦细管为冻存管,两步降温法超低温冻存黄姑鱼精子,并用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术检测了冻精的DNA损伤,荧光双染色流式细胞仪技术(FCM)检测了冻精的细胞膜性结构损伤。结果表明,DMSO质量分数在5%~20%时,冻精的活力与鲜精相比无显著差异;其中DMSO质量分数在10%时,冻精的激活率、运动时间及寿命分别为85.25%±3.95%、(3.23±0.27) min及(3.83±0.33) min。DMSO质量分数在25%、30%时,冻精的活力显著下降。SCGE检测显示,DMSO质量分数在5%~15%时、冻精的DNA损伤与鲜精相比差异不显著,DMSO质量分数为20%、25%、30%时,冻精的DNA损伤明显加重,冻精的DNA损伤与抗冻剂DMSO的质量分数成正相关。FCM检测显示,DMSO质量分数在5%~20%时,冻精中线粒体及细胞膜结构保持完整性的精子比例与鲜精相比无显著差异,DMSO质量分数在25%、30%时,冻精中的线粒体及细胞膜结构保持完整性的精子比例明显下降。分析认为,较高质量分数的DMSO是引起冻精活力下降,DNA、线粒体及细胞膜结构损伤加重的主要原因。