锦鲤和花鲫远缘杂交后代生物学特性研究

摘要

选用锦鲤和花鲫进行远缘杂交,获得了鲤鲫F1(锦鲤(♀)×花鲫(♂))和鲫鲤F1(花鲫(♀)×锦鲤(♂))两个杂交鱼群体。本文采用可数性状测量、染色体制片、组织学切片及分子标记检测等技术对上述杂交鱼的生殖细胞发育及相关遗传特征进行了系统的研究,为鱼类远缘杂交的遗传育种研究提供了重要的生物学依据。主要研究内容包括以下几点:
　　 1、对鲤鲫F1和鲫鲤F1及其父母本的外形特征进行研究,用统计学的方法对它们的可量性状、可数性状进行比较,结果显示:大多性状介于父母本之间,显示杂交性状。也有的性状在杂交后代中偏向母本,如在体高/体长方面鲤鲫F1、体长/全长方面鲫鲤F1均偏向于母本；而在尾柄高/尾柄长、头高/体高、头高/头长方面鲤鲫F1和鲫鲤F1均偏向于锦鲤,鲫鲤目的这些性状受父本锦鲤影响较大。杂交后代体色具有多样性,鲤鲫F1和鲫鲤F1中均存在金黄色个体,同时还有银白色等其它颜色个体。
　　 2、以普通红鲫(2n=100)作为对照,用流式细胞仪快速检测鲤鲫F1、鲫鲤F1代血细胞DNA相对含量。结果显示:鲤鲫F1代全部为二倍体,鲫鲤F1代中二倍体与三倍体比例为4:1；利用肾细胞直接制片法对其染色体数目检测表明,鲤鲫F1代染色体数目为100,鲫鲤F1代染色体数目为2n=100,3n=150；血涂片法观察发现三倍体鱼血细胞及其细胞核体积均为二倍体的1.5倍；有趣的是鲫鲤F1三倍体和母本花鲫一样口角无须,而鲤鲫F1、鲫鲤F1二倍体口角均有须。
　　 3、精巢细胞直接制片法观察发现大部分是染色体数目为2n=100的分裂相,还有4n(200)、8n(400)的染色体分裂相。说明1龄F1性腺中有2n、4n等多种精原细胞,推测其中4n的精原细胞有可能经正常的减数分裂产生二倍体配子,若卵巢中也能产生二倍体卵子,在自交后代中就能得到四倍体鱼,同时也可以和其他的鲫鲤二倍体配子结合,得到新型四倍体鱼。
　　 4、通过石蜡切片观察鲤鲫F1、鲫鲤F1(2n)、鲫鲤F1(3n)性腺显微结构,发现鲤鲫F1、鲫鲤F1二倍体中均有卵巢型、精巢型和脂肪型三种性腺。9月龄鲤鲫、鲫鲤卵巢型性腺中都能观察到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时相卵母细胞,发育好的精巢型性腺中能看到大量精细胞,鲫鲤F1中有部分精巢型性腺发育不好,只有极少数精细胞,观察发现鲫鲤F1(3n)性腺发育异常。
　　 5、利用Sox基因分子标记对鲤鲫和鲫鲤F1代二倍体和三倍体及其父母本进行检测,结果表明:鲤鲫、鲫鲤F1代二倍体和三倍体均扩增出～200bp、～600bp、～900bp、～1900bp的条带,在花鲫中只有～200bp、～600bp和～1900bp扩增带,锦鲤中只存在～200bp和～900bp的两条扩增带,鲤鲫F1和鲫鲤F1都兼有父母本的遗传物质,从分子水平证明了其基因的异源性。克隆到的～900bp片段经比对发现为Sox9b基因,以硬骨鱼Sox9基因HMG-box序列构建进化树,发现鲤鲫F1、鲫鲤F1与锦鲤、鲤鱼和异源四倍体鲫鲤Sox9b聚在一起。同时对克隆得到的其他相关Sox基因序列,进行了核苷酸和氨基酸序列的比对,并进行了生物信息学方面的分析。
　　 以上结果说明锦鲤和花鲫远缘杂交F1兼有父母本性状,能在杂交后代中得到颜色鲜艳的观赏鱼。性腺切片和性腺染色体观察结果表明,锦鲤和花鲫远缘杂交能制备出不同倍性的杂交鱼,且杂交后代具有产生二倍体配子的潜能,这为制备四倍体鱼提供了新途径。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言和文献综述

1.1 亲本锦鲤和花鲫的背景

1.2 鱼类远缘杂交及多倍体育种

1.3 鱼的体色研究

1.4.SOX基因分子标记研究

1.5 本研究的目的和意义

第二章 鲤鲫F1和鲫鲤F1形态特征测量和统计

2.1 可量性状测量和比较

2.2 可数性状测量和比较

2.3 杂交F1体色观察

2.4 讨论

第三章 鲤鲫F1和鲫鲤F1倍性检测

3.1 流式细胞仪测定细胞倍性

3.2 不同倍性F1体细胞染色体制片和血涂片观察

3.3 讨论

第四章 鲤鲫F1和鲫鲤F1性腺显微结构和性腺染色体观察

4.1 鲤鲫F1和鲫鲤F1性腺石蜡切片观察

4.2 性腺细胞染色体制片

4.3 讨论

第五章 鲤鲫F1和鲫鲤F1及其亲本SOX基因研究

5.1 材料与方法

5.2 实验结果和分析

5.3 讨论

结语

参考文献

附录

锦鲤和花鲫杂交模式图

实验主要试剂与配制方法

主要仪器

主要生物信息学软件

硕士学习期间撰写、发表的主要论文

致谢