牙鲆连续两代减数分裂雌核发育家系的遗传特征

对牙鲆(Paralichthys olivaceus)减数分裂雌核发育二倍体(Meio-G1)再次诱导减数分裂雌核发育,获得连续两代雌核发育二倍体家系(Meio-G2),以Meio-G1亲本与1尾普通牙鲆雄鱼人工授精获得的家系作为对照组(control)。利用15个微卫星标记对3个家系进行遗传特征分析。结果显示,15个微卫星位点在Meio-G1、Meio-G2和对照组3个家系中,分别扩增到30、28、50个等位基因,平均等位基因数为2.0、1.9、3.3,平均观测杂合度(Ho)分别为0.875 3、0.774 2、0.908 3,平均纯合度分别为0.124 7、0.221 5、0.091 7。3个家系个体间的平均遗传相似系数分别为0.891 7、0.923 8、0.520 2,亲代与子代之间的平均相似系数分别为0.916 6、0.930 4、0.560 3。高重组率的Poli9-8tuf、Poli18tuf、Poli107tuf 3个位点在Meio-G1和Meio-G2中观测杂合度均为1.0,低重组率的Poli33tuf、Poli24MHFS两个位点在Meio-G1和Meio-G2中均全部纯合,观测杂合度为0。结果表明,Meio-G2的纯合度、个体间平均相似系数以及亲子之间的平均相似度均略高于Meio-G1,显著高于对照组家系,证明连续两代诱导减数分裂雌核发育,能提高鱼类纯合度和遗传相似度,具有固定母本遗传性状的作用。     

牙鲆连续四代减数分裂雌核发育家系的遗传特征分析

为了研究纯合度和遗传相似度在牙鲆(Paralichthys olivaceus)连续四代减数分裂雌核发育家系中的变化规律，本研究利用分布在不同连锁群上的24个高重组率微卫星标记对牙鲆连续减数分裂雌核发育二代(G2)、三代(G3)、四代(G4)家系及普通家系对照组进行了遗传分析。结果显示，24个微卫星位点在对照组、G2、G3、G4家系中，分别检测到96、42、32和32个等位基因，平均等位基因数分别为4.00、1.98、1.33和1.33；期望杂合度分别为0.6416、0.3472、0.1694和0.1492；纯合度分别为0.3503、0.6528、0.8306和0.8508；遗传相似系数分别为0.5822、0.9238、0.9890和0.9988。24个位点中已有17个纯合，但尚有7个保持杂合状态。同时，将上述结果和已发表的减数分裂雌核发育一代(G1)家系的数据进行分析，结果表明，诱导连续减数分裂雌核发育不仅能提高个体的纯合度，同时也可提高子代个体间的遗传相似度；纯合度和遗传相似度在G1、G2和G3家系中能够得到逐步提高，代际之间差异显著(P<0.05)；但在G4家系中趋于稳定，与G3家系差异不显著。G4家系的遗传相似性(0.9988)已高于连续20代全同胞交配所获得的理论值(0.9860)，连续诱导减数分裂雌核发育是快速建立鱼类近交系的良好方法。     

微卫星评价栉孔扇贝雌核发育二倍体纯合性

采用筛选获得的5对多态性微卫星引物对栉孔扇贝（Chlamys farreri）减数分裂雌核发育家系A和家系B、有丝分裂雌核发育家系A和家系B各30个个体、双亲及对照组40个个体进行了遗传变异分析，并对减数分裂和有丝分裂雌核发育后代的纯合性进行了比较。电泳结果表明，5对微卫星引物在减数分裂雌核发育和有丝分裂雌核发育个体中均能稳定重复地扩增出相应的序列；各雌核发育家系中均有部分个体出现父本基因，表明精子遗传物质失活不彻底，雌核发育组中存在正常受精个体；有丝分裂雌核发育二倍体在所有检测位点全部纯合，减数分裂雌核发育二倍体在部分位点纯合，但未发现在所有位点全部纯合的个体，在CFMSP007、CFMSP075、CFMSM009、CFMSM014和CFMSM020位点，杂合子比例分别为0．3400、0．3611、0．4884、0．4750和0．7500，平均杂合子比例为0．4829。研究结果显示，栉孔扇贝有丝分裂雌核发育二倍体均为纯合子，如精子的灭活率达到100％，有丝分裂雌核发育二倍体一代即可实现纯合，如再进行一次减数雌核发育即可建立纯系；减数分裂雌核发育二倍体由于具有较高的重组率，其与母本的遗传同质性较高。     

鲤和牙鲆的两种雌核发育子代的基因型分析

研究调查了鲤和牙鲆经两种雌核发育操作获得的子代的基因型纯合情况.结果显示,多数子代在母本杂合基因座上的纯合速率并不快,如鲤抑制第一次卵裂的44尾子代平均纯合化程度为30.2%,纯合化程度最高的个体为53.3%,纯合化程度最低的仅有13.3%,没有得到纯合个体;牙鲆抑制第一次卵裂22个子代中有3个纯合个体;而抑制第二极体的牙鲆4个家系中纯合化最高的个体是C家系的第18号子代为56%,平均纯合度为19%,14个子代的纯合化速率为零.结合鲤抑制第二极体和牙鲆抑制第一次卵裂的实验结果对两种雌核发育产生的纯化作用进行了分析和评价;并针对育种过程中的雌核发育技术进行了讨论.     

有丝分裂雌核发育牙鲆的微卫星鉴定

通过静水压抑制卵裂方法获得多个牙鲆(Paralichthys olivaceus)有丝分裂雌核发育家系,在仔鱼阶段经历大批死亡后,将各个家系残存的个体混合饲养,24个月后获得1批存活个体。利用11对微卫星分子标记,对173尾有丝分裂雌核发育牙鲆进行分析,结果表明,其中111尾在11位点全部纯合,62尾在部分位点杂合,平均杂合子比例为0.2338。11个位点的等位基因数为4～8,平均等位基因数为5.0336,有效等位基因数为2.0421～5.1268,平均有效等位基因数为3.2815。采用NJ法对111尾纯合牙鲆的亲缘关系进行聚类分析,可分为4群。微卫星标记鉴定结果表明,通过静水压抑制卵裂法可以获得完全纯合的牙鲆,但有部分杂合个体出现。分析其原因,可能是由于某些卵子发育不同步,静水压抑制其第二极体排出而非全部抑制卵裂,导致减数分裂雌核发育所致。     

基于M-C作图鉴定牙鲆不同二倍体的遗传特征

为了分析连锁群上不同位置的微卫星标记对鉴定牙鲆二倍体遗传特征的作用,实验以牙鲆选育基础群体为亲本,选择性腺发育良好的个体制备普通二倍体(ND),减数分裂雌核发育二倍体(MGD-1)、连续两代减数分裂雌核发育二倍体(MGD-2),并利用MGD-1发育达性成熟的雌鱼与同时诱导的性反转伪雄鱼交配制备近交二倍体(MGD1H)。从牙鲆遗传连锁图谱选择均匀分布于24个连锁群的72个微卫星标记,用4个MGD-1家系估计微卫星标记与着丝粒之间的相对距离。在假设无交叉干涉的情况下,17个标记位于着丝粒区域,19个标记位于连锁群中部,36个标记位于远着丝粒区域。分别选择上述区域的微卫星标记鉴定牙鲆4种二倍体的遗传特征。结果显示,4种二倍体的等位基因数(A)和多态信息含量(PIC)在不同区域变化范围较小,ND的A和PIC均为最高,MGD1H则表现为最低。随着标记与着丝粒之间距离的增加,4种二倍体的观测杂合度逐渐升高,纯合度逐渐降低。纯合个体比例在着丝粒区域最高,为8.8%～29.1%;在远着丝粒区域最低,为2.4%～23.2%。其中,MGD-1和MGD-2的变化幅度显著高于其余二倍体。结果表明,选择连锁群上不同位置的微卫星标记对鉴定牙鲆不同二倍体的遗传特征具有显著影响。     

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。     

牙鲆雌核发育研究进展

牙鲆(Paralichthys olivaceus)是一种重要的海水经济鱼类,其雌性生长速度显著快于雄性。因此,生产全雌牙鲆对提高养殖产量和经济效益具有重要意义。雌核发育是一种特殊的有性生殖方式,在这种生殖方式中,灭活的精子进入卵子,激活胚胎发育,但精核不与卵核融合形成合子,所以雌核发育的个体只具有母本的遗传信息。目前,牙鲆已成为雌核发育技术应用于产业的代表性鱼类。本文对牙鲆人工诱导雌核发育的研究进展进行综述,介绍牙鲆减数分裂雌核发育和有丝分裂雌核发育的诱导方法,以及雌核发育技术在性别控制、克隆制备等育种研究中的应用。最后,作者提出"雌核发育育种体系"构想,并对其在鱼类育种和遗传研究中的应用前景进行展望。     

雌核发育草鱼的遗传结构分析和微卫星鉴别方法的建立

采用微卫星标记检测草鱼群体的遗传多样性,并根据纯合度的变化建立了雌核发育草鱼的鉴别技术。结果显示,8个位点共扩增出33个等位基因;在普通草鱼中,平均纯合度和PIC分别为0.203 1和0.552 8;在雌核发育群体中,则为0.716 1和0.357 2;2个群体间遗传相似度为0.873 3。其中,5个位点在雌核发育草鱼中纯合度明显提高,雌核发育草鱼在这5个位点的扩增总条带数为5~7个,普通草鱼则为8~10个,由此可100%区分2个草鱼群体。通过概率计算,理论鉴别概率达到99.92%。研究表明,雌核发育技术对草鱼的群体遗传结构改变较大,是快速建立纯系、固定优良性状的有效手段;根据群体遗传纯合度的改变、扩增条带数目差异,应用多态性微卫星分子标记可以简单、有效地区分雌核发育群体(或与之相似的高度近交群体)与普通群体。     

半滑舌鳎养殖群体和减数分裂雌核发育群体的微卫星标记遗传多样性分析

利用24对微卫星分子标记对半滑舌鳎Cynoglossus semilaevis的养殖群体和减数分裂雌核发育群体进行遗传多样性分析。结果表明,两个半滑舌鳎群体平均等位基因数分别为7.0和4.8,平均有效等位基因数分别为3.935和2.411,平均观测杂合度(HO)分别为0.713 5和0.586 5,养殖群体的遗传多样性明显高于减数分裂雌核发育群体。有1个位点在养殖群体中偏离哈代-温伯格平衡,13个位点在减数分裂雌核发育群体中偏离哈代-温伯格平衡。群体间基因分化系数(GST)为0.093 6,遗传距离为0.420 0,表明两群体间遗传分化显著。     

鳙异源雌核发育子代的形态学研究

本研究在已成功利用鳙(Aristichthys nobilis)(♀)×兴国红鲤(Cyprinus carpio Var.Xingguo)(♂)远缘杂交诱导鳙异源雌核发育的基础上,测定了鳙异源雌核发育子代及其母本鳙和父本兴国红鲤3组实验鱼的7项可量性状,计算其框架系数,并采用单因素方差分析、判别分析、主成分分析和聚类分析对三组鱼框架系数的差异和距离进行了分析。结果显示3组鱼多项框架系数间均具显著差异,雌核发育子代较母本表现为体型更高,头更长。判别分析能将3组鱼明显判别分为3个区域,其中雌核发育子代和兴国红鲤的判别准确率均为100%,母本鳙群体判别准确率为94.4%,总判别准确率为97.9%。主成分分析结果显示,可提取2个主成分,其中主成分1能解释64.504%的变异,主成分2能解释21.292%的变异,二者合并能解释85.796%的变异。聚类分析表明雌核发育子代形态学可量性状指标更接近于母本鳙,与父本兴国红鲤距离较远。本研究结果表明雌核发育后,鳙异源雌核发育子代主要可量性状与双亲产生显著差异,但更接近于母本。     

海洋贝类雌核发育研究进展和展望

The paper summarized the progresses and achievements of the studies on the gynogenesis of the marine mollusks at home and abroad in recent years,and pointed out the study direction on gynogenetic shellfishes and 6-DMAP used as an ideal medicine for raising the induced rate of marine shellfish gynogenesis.     

Induced meiotic gynogenesis in shovelnose sturgeon

Gynogenesis was induced in three shovelnose sturgeon (Scaphirhynchus pIatorynchus) by heat shock after egg activation with UV-treated paddlefish (Polyodon spathula) milt. Ultraviolet dosage (J m–2) for the pooled milt samples was calculated using the following linear regression equation: Dosage = 2405.27 – 352.80X 19.78X2 (X = percent transmittance of milt). Activated eggs were incubated at 18 °C until shocking at 35 °C. Shock duration was applied at 0.050 intervals from 0.15 to 0.40 0 (8.25 to 22.00 min post-fertilization; 0 at 18 °C = 55 min). The highest yield of gynogenotes (16%) was observed at 0.25 0 for female 3, 10 % at 0.30 0 for female 2 and 12% at 0.35 0 for female 1. The percentage of viable gynogenotes responded quadratically to the tau index (s/0) when shock treatments were applied. The higher yields of viable diploid sturgeon gynogenotes were achieved when eggs were heat shocked at embryological ages ranging from 0.25 to 0.35 0 (approximately 14 to 19 min post-activation at 18 °C). No viable hybrids were produced in the control fertilization of sturgeon eggs with intact paddlefish sperm which verified the gynogenetic origin of the offspring produced. © Rapid Science Ltd. 1998     

人工诱导栉江珧雌核发育的初步研究

利用紫外线诱导进行栉江珧(Atrina pectinata)雌核发育单倍体的研究,用强度为2 561μW/(cm2.s)的紫外线(254nm)照射不同时间的精子与正常卵子受精展开实验。结果发现随照射时间的增加,卵裂率、早期胚胎存活率和D型幼虫发生率总体呈下降趋势,遗传失活的精子与正常卵子受精后其胚胎发育至D型幼虫前期停止。经紫外线照射的精子受精后所产生的单倍体胚胎发育速度慢于正常受精所产生的二倍体胚胎,各照射组均出现非整倍体。40 s照射组中卵裂率达到51.2%,D型幼虫发生率为0,单倍体率最高,达到36.8%,出现“Hertwig效应”。由于雌核发育单倍体的有效诱导既需要精子遗传物质失活、又需要保证较高的卵裂率,因而在强度2 561μW/(cm2.s)的紫外线下照射40 s是获得栉江珧雌核发育单倍体的最佳条件。     

人工诱导海水鱼类雌核发育的研究进展

近三十年来,国内外海水鱼类的增养殖业发展迅速,尤其以提高增养殖鱼类产量和质量为主要目的的染色体组工程已成为海水鱼类育种的热点.作为一种实用的染色体组操作技术,雌核发育是在雌核控制下的发育,精子只作为"激活源",入卵后不形成雄核,所以后代的遗传特质仅仅来源于母性亲本.     

Meiotic gynogenesis affects the individual and gonadal development in sterlet Acipenser ruthenus

Larval growth and gonadal differentiation of gynogenetic sterlet Acipenser ruthenus were studied. The gynogenetic fish were produced by activation of albino sterlet eggs with UV‐irradiated sperm (collected from healthy coloration specimens), following by a heat shock of 34°C. Embryos were reared at 18.0 ± 0.5°C in a recirculation system and initially fed with Artemia sp. for 4 weeks and then fed with formulated feed. During the experiment, the length and weight of fish were recorded for the gynogenetic and control groups. Additionally, the analysis of gonadal sex differentiation was conducted with a 2‐week interval at 289, 303, 317, 331, 345 and 373 DPH. The mean body weight of the control group was significantly higher (p < .05) than the gynogenetic group only at 345 and 373 DPH, while the mean total body length was significantly higher at 331 and 345 DPH (p < .05). The gonad investigation was started at 289 DPH, and ~80% of females were found in the gynogenetic group during the trial period while the number of females and males was similar at 303, 331 and 373 DPH in the control group. The first symptoms of morphological differentiation appeared at 289 DPH, and the final shaping macroscopic structure of the gonad took place earlier in females than in males.     

Fast development of genetically uniform strains by gynogenesis in Japanese flounder (Paralichthys olivaceus)

The Japanese flounder is a major species in both aquaculture and research. Inbred strains of Japanese flounder were developed efficiently in our laboratory by meiotic and mitotic gynogenetic reproduction techniques. To determine the induction efficiency of gynogenesis and the rate at which full homozygosity is produced, six meiotic gynogenetic females (G1–G6) that had experienced meiotic gynogenesis once and three common females (C1–C3) were selected for production of mitotic gynogenesis in our experiments. Of the nine adult females, all six gynogenetic fish successfully produced viable offspring. However, only one of the three common fish did. Using microsatellite markers, we estimated the homozygosity of gynogenetic fish induced by mitotic gynogenesis. We found that the homozygosity of seven lines (C1, G1–G6) increased quickly, individually from 43%, 72%, 69%, 71%, 78%, 69% and 58% to 100%, 100%, 100%, 90%, 100%, 100% and 90% offspring complete homozygosity. Under mitotic gynogenesis, individuals with higher homozygosity had a higher induction rate. The G4 line showed the highest induction rate, achieving 44.59% convert hatching rate and 29.28% convert normality rate. We conclude that meiotic gynogenesis may be a feasible method to produce DH genetic material in Japanese flounder.     

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。