杂交三倍体泥鳅GISH技术反应体系的建立及应用

为研究杂交三倍体泥鳅Misgurnus anguillicaudatus的形成机制,探寻其产业化生产的有效途径,通过对GISH的多项试验参数进行优化,建立杂交三倍体泥鳅GISH技术反应体系,并对天然四倍体泥鳅(4n=100)与大鳞副泥鳅Paramisgurnus dabryanus(2n=48)正、反杂交后代进行GISH分析。结果表明:杂交三倍体泥鳅GISH技术反应体系中,探针DNA在温度为105℃、持续时间为2 min时,片段化后探针DNA片段长度为500~1000 bp;封阻DNA在温度为110℃、持续时间为10 min时,片段长度为100~500bp;标记后的探针DNA与片段化后的封阻DNA混合比(P/B)在1∶25和1∶50时均可以得到较好的杂交信号;以大鳞副泥鳅全基因组DNA为探针DNA、天然四倍体泥鳅全基因组DNA为封阻DNA,与二者正、反交后代进行基因组原位杂交试验,结果显示,来源于亲本大鳞副泥鳅24条染色体在着丝点处均有杂交信号,无杂交信号染色体50条,来源于亲本泥鳅。该研究结果不仅为杂交三倍体泥鳅后代的鉴定提供了最直观的证据,也为中国天然四倍体泥鳅是含有四套染色体组的遗传四倍体并能产生2n的配子提供了分子细胞遗传学基础数据,对泥鳅三倍体育种研究具有一定的指导意义。     

杂交三倍体泥鳅性腺发育观察及其基因表达分析

以杂交三倍体泥鳅(4n♀×2n♂)为研究对象,对其早期性腺分化的组织学进行观察,并采用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,对杂交三倍体泥鳅早期不同发育时期(孵化后4、14、21、23、50、60和65d)和不同组织(性腺、肝脏、肌肉、肠、鳃、鳍、皮肤和脑)中性腺发育相关基因(hormad1、dmrt1-a)的表达量进行定量检测。研究结果发现:在早期不同发育时期,hormad1和dmrt1-a基因均为在4日龄中表达量最高,14日龄次之,在50日龄中表达量最低。在不同组织中,hormad1基因在雌鱼的鳍中表达量最高,肝脏中表达量最低;在雄鱼的性脑腺中表达量最高,肝脏中表达量最低。dmrt1-a基因在雌雄鱼的性腺中表达量最高,脑中表达量最低。杂交三倍体泥鳅早期性腺的分化和发生与二倍体泥鳅无差别,可观察到原始生殖细胞、原始生殖细胞的迁移和原始性腺的生成及性腺的分化等过程。研究结果表明,hormad1、dmrt1-a这2个基因与杂交三倍体泥鳅早期性腺发育密切相关。     

冷休克诱导红鳍东方鲀雄核发育单倍体的条件优化

为探索无需卵子失活仅用冷休克方法诱导雄核发育单倍体,以红鳍东方鲀Takifugu rubripes为研究对象,试验选用L_9(3~4)设计,进行3因素3水平的正交试验,处理温度设为0、2、4℃,处理持续时间设为30、45、60 min,处理起始时间设为2、5、8 min,共9个试验组,并对其后代采用单个胚胎染色体计数法进行染色体数目统计及微卫星分析。结果表明:冷休克诱导得到的单倍体率最高为第7试验组和第9试验组,分别为受精后8 min在4℃下处理30 min和受精后5 min在4℃下处理60 min,单倍体率分别为86.7%和80.0%;根据正交试验直观分析结果,得出冷休克诱导红鳍东方鲀雄核发育单倍体的3因素最优组合为处理温度4℃、处理持续时间60 min、处理起始时间8 min;影响冷休克诱导单倍体的3因素主次顺序为处理温度处理起始时间处理持续时间;微卫星分析结果表明,单倍体携带的遗传基因全部为父本的遗传基因。研究表明,仅用冷休克方法可以成功诱导红鳍东方鲀雄核发育单倍体,雄核发育单倍体率高达86.7%,为进一步研究诱导红鳍东方鲀雄核发育二倍体奠定了基础。     

杂交三倍体泥鳅染色体C带及rDNA序列的FISH定位

对杂交三倍体泥鳅(4n♀×2n♂)的胚胎染色体进行了C带及染色体荧光原位杂交(FISH)分析,首次探讨了杂交三倍体泥鳅C带特征,为准确鉴别染色体提供依据,研究了核糖体5.8S+28S r DNA在杂交三倍体泥鳅胚胎中期染色体上的数目和位置。C带结果表明,杂交三倍体泥鳅的染色体C带包括臂端C带和着丝粒C带,没有发现臂间C带。M染色体只有1号染色体既有臂端C带又有着丝粒C带,但臂端C带均比着丝粒C带大,信号也比着丝粒的强;而其他M染色体及SM染色体、T染色体只有着丝粒C带。FISH分析显示,核糖体5.8S+28S r DNA清楚地定位在杂交三倍体泥鳅中期染色体中部着丝粒染色体(M)的端部区域,在杂交三倍体泥鳅中期染色体上可以检测到三簇杂交信号。该结果从分子细胞遗传学层面进一步证实了杂交三倍体泥鳅是含有三套染色体组的遗传三倍体。     

杂交三倍体泥鳅×二倍体泥鳅杂交后代胚胎染色体组构成的研究

为探讨杂交三倍体泥鳅Misgurnus anguillicaudatus配子染色体组的构成,以杂交三倍体泥鳅(3n)与二倍体泥鳅(2n)为研究对象,配制2n♀×3n♂和3n♀×2n♂杂交组合,对杂交后代的胚胎染色体进行银染(Ag-NORs)、CMA_3/DA/DAPI三重荧光染色和染色体荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)等方面的研究。结果表明:两个杂交组合的杂交后代胚胎染色体有丝分裂中期分裂相中最高银染点数均为3个,位于中部着丝粒染色体(M1)的端部区域;在2n♀×3n♂和3n♀×2n♂杂交后代胚胎染色体有丝分裂中CMA3阳性部位有3个,位于中部着丝粒染色体(M1)的端部区域;将核糖体5.8S+28S r DNA定位在杂交后代胚胎染色体上,两种杂交组合均可检测到3簇杂交信号,位于中部着丝粒染色体(M1)的端部区域。研究表明,杂交三倍体泥鳅无论雌雄与二倍体泥鳅杂交所产生的后代染色体组构成均为3套染色体组,进而可推测,杂交三倍体泥鳅无论雌雄均可产生(1.5~2)n的配子,该结果为三倍体泥鳅配子染色体组成提供了细胞遗传学证据。