人工诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体的初步研究

2004年5~6月,用紫外线照射法使精子遗传物质失活,结合用6-二甲基氨基嘌呤(6-dime-thylaminopurine,6-DMAP)处理受精卵抑制第2极体释放,诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体。采用中心波长254nm、光照强度800μw/cm2·s的紫外线照射栉孔扇贝精子50s,然后立即与正常卵子授精,在20℃水温下,受精后35~40min光镜下观察到20%~30%卵子排出第1极体时,分别以40、50、60、70、80mg/L的6-DMAP持续处理受精卵10、15、20min,染色体计数法检测各处理组二倍体率,从而筛选诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体两因素的最佳组合。结果表明,6-DMAP的浓度和持续处理时间对二倍体诱导率和D形幼虫率影响较显著,6-DMAP浓度以60、70mg/L较为适宜,最佳处理时间为20min,综合考虑,60mg/L6-DMAP处理20min组得到了最佳效果,二倍体率为57.6%、D形幼虫率22.25%。随后对筛选出的最佳条件组担轮幼虫进行了大量的染色体统计和流式细胞仪分析,结果基本一致,二倍体率分别为53.7%和57.3%。     

栉孔扇贝人工雌核发育的细胞学观察

运用荧光显微镜观察了栉孔扇贝正常卵子与雌核发育卵子在受精和成熟分裂过程中的核相变化。结果表明,尽管紫外线照射没有影响受精卵的成熟分裂以及雌性、雄性原核的形成,但使雌核卵的发育速度出现明显的滞缓。在第1次卵裂中期,雌核发育卵子中的雄性原核没有像雌性原核那样形成染色体,而是浓缩为一染色质小体(DCB),游离在细胞质中,不参与核分裂。胞质分裂结束时,DCB位于2个卵裂球之一的细胞质内或在赤道板处被分割成两部分。实验结果首次提供了栉孔扇贝雌核发育的细胞学证据。     

6-DMAP诱导栉孔扇贝异源雌核发育二倍体

采用紫外线遗传灭活的长牡蛎精子激活栉孔扇贝卵子,运用L9（3^4）设计不同6-DMAP的处理条件来诱导染色体加倍,获得第二极体抑制型栉孔扇贝雌核发育二倍体早期胚胎。以雌核发育担轮幼虫为材料,滴片法制备染色体并采用计数法统计倍性,分析不同6-DMAP浓度、诱导时机和诱导持续时间对雌核发育二倍体诱导率的影响,并统计早期胚胎畸形率。结果表明,不同6-DMAP浓度、诱导时机和诱导持续时间对异源精子诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体的诱导率均有显著影响;早期胚胎畸形率与二倍体的诱导率呈负相关,y=46.632-0.891x（r=-0.813,P〈0.01）。6-DMAP诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体的最佳处理条件为：20%～25%受精卵排放出第1极体时,60μg/ml的6-DMAP持续处理25min可得到最高的诱导率为29.5±5.36%。研究结果为6-DMAP诱导栉孔扇贝雌核发育染色体加倍提供了一定的细胞学依据和技术参数。     

栉孔扇贝异精雌核发育四倍体早期胚胎发育的细胞学荧光显微观察

用1500μW/cm2的紫外线照射长牡蛎(Crassostrea gigas)精子60 s以进行灭活处理,并使之与栉孔扇贝(Chlamys farreri)卵子受精,在卵子受精后排出第一极体前用6-DMAP(50 mg/L)处理受精卵,持续处理35 min,抑制第一极体和第二极体的排放,诱导异精雌核发育四倍体。采用二脒基苯基吲哚(DAPI)荧光染色显微观察法,对灭活的长牡蛎精子诱导的栉孔扇贝雌核发育四倍体早期胚胎发育过程进行细胞学观察。结果表明:经紫外线灭活过的长牡蛎精子进入栉孔扇贝卵子后发生轻微膨胀;在第一次卵裂中期,精核形成一致密的染色质小体(DCB),位于两组分开的母本染色体之间,不参与核分裂;第一次卵裂结束时DCB滞留于两卵裂球的分裂沟上或进入其中一分裂球中;第二次卵裂过程中,DCB的去向与第一次卵裂时基本一致。6-DMAP处理有效地抑制了第一极体和第二极体的排出,从而使雌核四倍化。对担轮幼虫染色体倍性分析结果表明,通过本方法可以获得6.25%的四倍体幼虫。本研究还对灭活的异源长牡蛎精子诱导栉孔扇贝雌核发育四倍体过程中产生的复杂倍性、核物质分离紊乱及多精附卵现象进行了观察和分析。     

栉孔扇贝雄核发育二倍体的人工诱导

研究了利用6-二甲基氨基嘌呤(60μg/mL;6-DMAP)抑制第1卵裂诱导栉孔扇贝[Chlamys farreri(Jones et Pre-ston)]雄核发育二倍体的条件。雄核发育单倍体是将强度为2.8 mW/(cm2.s)的紫外线照射20 s的卵子与正常精子受精后得到的。6-DMAP不仅可以有效地抑制减数分裂,还可以有效地抑制有丝分裂;抑制第1卵裂的适宜起始时间为受精后80 min,诱导率为21.0%~22.6%。细胞学观察显示,6-DMAP抑制第1卵裂产生的雄核发育二倍体主要来源于第1卵裂中期的受精卵,由于阻止了染色体分离和原核移动,导致一个融合的二倍性雌性原核的形成;经紫外线照射的卵核在第1卵裂中期没能形成染色体,而是形成1个浓缩的染色质小体,没有参与第1卵裂后期的核分裂。尽管倍化率和D形幼虫发生率较低,但本研究证实了栉孔扇贝雄核发育二倍体人工诱导的可行性。[中国水产科学,2006,13(4):585-590]     

异源精子诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体适宜参数的探索

采用照射强度为1500μw/cm2的紫外线对长牡蛎(Crassostrea gigas)精子照射60s,将处理后的精子分别与长牡蛎和栉孔扇贝(Chlamys farreri)的卵子进行受精试验,受精后11.5h用浓度为60mg/L的6-DMAP对栉孔扇贝受精卵分别持续处理15、20、25、30min,运用热滴片法对各实验组进行倍性检测。结果表明,长牡蛎同源单倍体组中单倍体率为75.6%;栉孔扇贝异源单倍体组中单倍体率为14.7%,最佳药物持续处理时间为20min,其二倍体率为24.1%;异源诱导栉孔扇贝单倍体组和二倍体组中胚胎均可以发育到D形幼虫期,其单倍体组中的D形幼虫率为5.0%,20min药物加倍二倍体组D形幼虫率最高为6.1%。本实验结果为异源精子诱导栉孔扇贝雌核发育提供了诱导参数依据。     

人工诱导栉孔扇贝雄核发育早期的荧光显微镜观察

利用荧光显微镜观察栉孔扇贝(Chlamysfarreri)正常卵子与雄核发育卵子在减数分裂、受精过程和卵裂早期中的核相变化。雄核发育单倍体是将强度为2.8mW/(cm2·s)的紫外线照射20s的卵子与正常精子受精后得到的。结果表明,尽管紫外线照射并没有影响卵子的成熟分裂及雌性、雄性原核的形成,但它们的发生过程滞后。在第1卵裂中期,雄核发育卵子中雌性原核并不像雄性原核一样形成染色体,而是形成1个浓缩的染色质小体(DCB)。第1卵裂后期,DCB不参与核分裂。第1卵裂结束时,DCB位于2个分裂球其中之一的细胞质内或在赤道板处被分割成两部分。实验结果首次提供了栉孔扇贝雄核发育的细胞学证据。     

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。     

6-DMAP诱导栉孔扇贝三倍体的细胞学观察

用Bouin氏液固定、连续石蜡切片方法,对6-二甲基氨基嘌呤(简称6-DMAP)抑制第二极体诱导栉孔扇贝三倍体在受精和早期卵裂过程中的细胞学变化进行了详细观察。结果表明,在授精后25min,以60mg/L的6-DMAP处理栉孔扇贝受精卵15min,有效地破坏了纺锤体结构的形成,抑制了第2次减数分裂进程,致使受精卵内形成两种核相:一种是1个大的二倍性雌核和1个雄核;另一种是两个单倍性的雌核和1个雄核。不论形成几个雌原核,它们都能与雄原核相互靠近,在卵轴中央核膜逐渐发生融合,形成合子核,三倍体的合子核在卵内所占体积明显较二倍体的大。继而,合子核经过DNA复制,最后凝缩成染色体,发生有丝分裂,其过程与正常二倍体相同。     

栉孔扇贝♀和长牡蛎♂杂交受精及早期胚胎的细胞学研究

以栉孔扇贝Chlamys farreri为母本、长牡蛎Crassostrea gigas为父本进行人工杂交。采用Bouin氏液固定、石蜡切片和苏木精-伊红染色在光镜下对其受精和第1次卵裂过程中核相变化进行观察;运用压片法和热滴片法分别对4～8细胞期和担轮幼虫期胚胎进行染色体制片。结果表明,长牡蛎精子可以进入栉孔扇贝卵子,并激活卵子减数分裂使其释放第1极体（PB1）和第2极体（PB2）,能够形成雌、雄原核并融合为合子核,接着受精卵开始第1次卵裂;杂交胚胎发育过程中,囊胚期很长、胚胎畸形严重,只能发育到担轮幼虫期;杂种胚胎染色体数目变化范围较大,在20～85之间,染色体不能平均分配到两个子细胞中是杂种胚胎死亡的主要原因。杂交胚胎不能存活保证了异源精子诱导栉孔扇贝雌核发育的可靠性。     

栉孔扇贝三倍体与二倍体的排泄研究

从温度变化、个体大小和昼夜变化等３个角度研究栉孔扇贝（Ｓｃｈｌａｍｙｓ ｆａｒｒｅｉ）三倍体与二倍体的排泄率。结果表明,栉孔扇贝三倍体与二倍体的排泄率均随温度升高而增大;不同壳宽排泄率（Ｎ）与温度（ｔ）的关系为：Ｎ＝７．２０３３ｅ＾０．１２１５ｔ,Ｒ＾２＝０．８４４１（三倍体ｓ组,壳宽约３．２ｃｍ）;Ｎ＝８．８１５３ｅ＾０．１０３１ｔ,Ｒ＾２＝０．９８６３（三倍体ｂ组,壳宽约４．３ｃｍ）;Ｎ＝６．     

虾夷扇贝×栉孔扇贝人工受精过程的荧光显微观察

采用 DAPI染色显微荧光方法 ,连续观察了虾夷扇贝×栉孔扇贝的正反交受精细胞学过程。无论正交或反交 ,精子均可正常入卵 ;受精卵能顺利完成第 1次、第 2次减数分裂 ,排出第一、第二极体 ;精子和卵子内的各一套染色体融合后 ,形成二倍体的合子进入正常的细胞分裂 ,其发育过程同母本     

诱导栉孔扇贝雌核发育时精子入卵的扫描电镜观察

取栉孔扇贝 (Chlamysfarreri)精子在 80 0 μW/(cm2 ·s)的紫外线下辐射 ,然后与正常卵子受精 ,每隔 0 .5min取“受精卵”固定。在扫描电镜下连续观察精子的入卵过程 ,然后与正常精子的入卵过程进行比较。结果表明 ,紫外辐射后的精子可以划分为 3种类型 :I类精子 ,基本无明显变化 ,可以激发卵黄膜举起形成受精膜 ,同时诱发卵子发生皮层反应 ,在受精锥的作用下正常入卵 ,但入卵的时间较正常精子晚 ;II类精子 ,顶体膜破裂 ,顶体丝伸出 ;III类精子 ,顶体丝伸出 ,鞭毛脱落。由于II、III类精子在紫外辐射条件下诱发了顶体反应 ,融解卵膜的酶提前释放 ,因而不能入卵。精子鞭毛的脱落 ,使精子丧失了运动能力 ,是导致卵表面附着的精子数量较少的原因之一。无论是正常精子还是辐射后的精子 ,入卵后在卵表面都留下一个类似受精孔的通道。实验组中未发现有多精入卵现象     

栉孔扇贝急性病毒性坏死症(AVND)病理学观察与分析

2000~2002年,应用光镜和电子显微技术对AVND发生期间栉孔扇贝(Chlamys farreri)各主要组织器官病理变化进行了连续观察。光镜观察显示,除生殖腺、闭壳肌外,濒死栉孔扇贝的外套膜、鳃、肾、消化腺和肠组织都有不同程度的组织病理变化。病灶主要出现在上述各器官的结缔组织以及上皮组织,病理变化表现为细胞核肿大、固缩、破裂,核染色质边缘化或空泡化,受感染细胞崩解、脱落,留下大片均质无结构的空白区域,形成凝固性坏死,结缔组织细胞质中有嗜碱性包涵体样颗粒存在。电镜观察显示,在病灶出现的组织细胞内,细胞核染色质异常凝集和边缘化、核膜周隙扩张或溶解。细胞器病理变化明显,内质网扩张,核糖体脱落,有髓鞘样小体出现;线粒体肿大、嵴融解,整个细胞出现解体现象。病变的结缔组织细胞与间质细胞细胞质中有大量直径为130~170nm、具有囊膜的球形病毒粒子存在,负染电镜观察表明,病毒囊膜表面覆有长20nm放射状纤突。病毒的发生基质在细胞质内,并被一膜性结构所包围。病毒在宿主细胞中的繁殖分为3个阶段,即病毒发生期、病毒装配期和病毒释放期。病理学观察证明,病毒感染与病理变化具有明显的相关性。     

栉孔扇贝（♀）×虾夷扇贝（♂）精子入卵过程的电镜观察

采用扫描电镜和透射电镜技术对栉孔扇贝(Chlamys farreri,)×虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis,)的精子入卵过程进行观察。结果表明,这2种扇贝杂交与亲本自交的精子入卵过程没有本质的区别。成熟的精卵相遇时,相互激活,产生一系列胞间反应,卵子的激活集中表现为皮层反应、受精膜举起、成熟分裂重新启动;精子激活集中表现为顶体反应和受精锥形成。在16～18℃条件下,精子入卵的时间集中在精卵混合后的第6 min。8 min后,精子的线粒体随精核一起进入卵子中。精子入卵后精核略微膨胀,卵细胞中的线粒体在精核附近出现聚集现象。杂交中有多精入卵现象。本研究目的旨为优化扇贝种间杂交技术及探讨种间受精生物学过程提供基础依据。     

Foxl2基因在栉孔扇贝发育过程中的表达图式

Foxl2基因在哺乳动物中是雌性相关基因,参与卵巢发育和功能维持。本研究利用荧光定量PCR和原位杂交技术,对栉孔扇贝(Chlamys farreri)foxl2(Cf-foxl2)在发育过程中的表达图式进行了分析。研究发现Cf-foxl2在受精卵中呈低水平表达,随着发育进行表达量增高,D形幼虫期表达量最高,之后表达量迅速下降。原位杂交结果显示Cf-foxl2表达量在担轮幼虫之前在体内均匀分布;强阳性信号在担轮幼虫口凹附近呈对称分布;至D形幼虫期强阳性信号主要集中在内脏团和外套膜边缘处;之后信号消失,直到性别分化后在卵巢中再次出现。本实验结果暗示Cf-foxl2与卵巢发育相关,鉴于该基因在发育早期的持续性表达特征,暗示其可能参与栉孔扇贝的早期发育过程。