转生长激素基因三倍体鲤鱼的快速生长与不育特性

摘要

转基因经济鱼类的研究，已在中国、美国和加拿大等取得了实质性的进展，获得了快速生长的转“全鱼”生长激素基因鲤鱼、转基因大西洋鲑和银大麻哈鱼。然而目前世界上的转基因鱼都没有进入产业化阶段，制约其产业化的瓶颈因素在于对转基因鱼潜在生态安全的担忧。转基因鱼的潜在生态风险之一为转基因鱼可能通过有性交配方式与自然生态系统中的近缘物种杂交，导致转植基因漂移，造成野生基因库被污染，影响遗传多样性。控制转基因鱼的育性是解决其生态安全问题的根本，转基因鱼的育性控制的理论基础与技术体系已成为一项重要的研究课题，而不育转基因三倍体鱼的制备是解决转基因鱼潜在生态风险的理想途径之一。
　　 湖南师范大学生命科学学院及协作单位研制成功两性可育的异源四倍体鲫鲤(4n=200)群体，该四倍体鱼群体已连续繁育了16代(F3-F18)。近年来，作者等用雌核发育方法研制出改良四倍体鲫鲤群体。异源四倍体鲫鲤和改良四倍体鲫鲤遗传性状稳定，能自我繁殖，四倍体鱼与二倍体鱼倍间杂交产生的后代全部为三倍体鱼，而且，该三倍体鱼的性腺发育特点呈现为不育卵巢型、不育精巢型和不育脂肪型三种败育状态，异源四倍体鲫鲤和改良四倍体鲫鲤群体的形成为大规模制备不育三倍体鱼提供了充足的亲本。因此，通过四倍体鲫鲤鱼与二倍体转基因鲤鱼的倍间交配可望获得100％不育的三倍体鱼后代，可解决人们所担忧的转基因鱼产业化时可能具有的生态安全问题。为此，本文通过转草鱼生长激素基因二倍体黄河鲤与改良异源四倍体鲫鲤倍间交配，获得了转基因三倍体鲤鱼(阳性鱼)以及非转基因三倍体鲤鱼(阴性鱼)两种后代，在此基础上，研究了这两种三倍体鲤鱼的生长与生殖发育特性，以期为转生长激素基因鲤鱼的产业化提供重要的实验数据。主要内容如下：
　　 将转草鱼生长激素基因黄河鲤(♂)与改良四倍体鲫鲤(♀)交配，获得100％三倍体子代“鲤鱼”。通过特异引物PCR检测，子代鲤鱼包括转基因(简称阳性鱼)和非转基因(简称阴性鱼)两部分，其中阳性鱼占总检测鱼数的44.2％；染色体检测表明，子代转基因鲤鱼的染色体数目为3n=150；组织切片结果表明性腺不能发育成熟；在同龄的鲤鱼繁殖季节(24月龄)，它们仍不能产生成熟配子。阳性和阴性三倍体鲤鱼在形态上无明显差异，它们的体侧扁，近似纺锤形，体色青灰，有两对口须，大部分可测量性状和可数性状的比例都介于父母本之间，表现出杂种特征。两年同塘养殖结果表明，阳性鱼的平均体重为阴性鱼的2.3倍；其中最大阳性鱼个体的体重为最大阴性鱼的2.91倍。因此，本研究不仅证实了转基因三倍体鲤鱼的生长快速特性，而且第一次用实验消除了转基因鲤鱼养殖应用上的生态安全之虑。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1常用的动物转基因技术

1.1.1显微注射法

1.1.2精子携带法

1.1.3体细胞核移植法

1.2转基因鱼的产生及发展

1.2.1转基因与鱼类育种

1.2.2外源转植基因的基本构建

1.2.3转植基因在受体鱼中的整合行为

1.2.4转植基因的表达与生物学效应

1.2.5转植基因的遗传与稳定性

1.2.6转基因经济鱼类研究的进展

1.3异源四倍体鲫鲤的产生及其特性

1.4异源四倍体鲫鲤获得的生物学意义

1.5本研究的目的与意义

第二章转草鱼生长激素基因三倍体鲤鱼的产生及转植基因的检测

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2转草鱼生长激素基因三倍体鲤鱼的产生

2.1.3总DNA的提取

2.1.4转植基因的检测

2.1.5生长速度的检测

2.2结果与分析

2.2.1外形特征

2.2.2转草鱼生长激素基因三倍体鲤鱼的检测

2.2.3生长速度

第三章转草鱼生长激素基因三倍体鲤鱼的倍性检测

3.1材料与方法

3.1.1实验材料

3.1.2染色体组DNA总量分析

3.1.3染色体的制备

3.2结果与分析

3.2.1转草鱼生长激素基因三倍体鲤鱼DNA含量分析

3.2.2转草鱼生长激素基因三倍体鲤鱼的染色体数目

第四章转草鱼生长激素基因三倍体鲤鱼的性腺显微结构观察

4.1材料与方法

4.1.1实验材料

4.1.2性腺组织切片

4.2结果与分析

第五章讨论与总结

参考文献

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