四种双壳贝类单性发育的研究

摘要

海洋贝类单性发育包括人工雌核发育(artificial gynogenesis)和人工雄核发育(artificial androgenesis)。人工雌核发育是指通过利用物理、化学或生物方法使精子遗传失活，与正常卵子“受精”，而后通过抑制极体释放或第一卵裂使单倍体胚胎的染色体加倍从而发育成雌核二倍体个体。人工雄核发育，与人工雌核发育相反，首先是使卵子遗传失活，然后通过阻止第一卵裂使其恢复二倍性后，便得到具有存活能力的雄核发育二倍体胚胎。由于雌核发育的遗传物质完全来自母方、雄核发育的遗传物质完全来自父方，因而人工诱导单性发育不仅能够产生单性后代，还可用于快速建立纯系、判别性别决定机制、进行遗传分析以及濒危物种保护等，对于杂种优势利用、选择育种及育种基础理论的研究具有重要意义。 本研究以具有重要经济价值的栉江珧(Atrina pectinata)、魁蚶(Scapharcabroughtonii)、栉孔扇贝(Chlamys farreri)和虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)四种双壳贝类作为研究对象，筛选出遗传失活精子、卵子的适宜条件；通过对单性发育卵中核行为的观察，初步探讨了单性发育的形成机制；利用6-DMAP抑制第二极体释放成功诱导出雌核发育二倍体。 一、对栉江珧的染色体数目及核型进行研究，确定了染色体数目为32，核型为8m+5sm+2st+1t，NF=29，为其细胞遗传、细胞分类、遗传育种等研究提供基础数据。 二、研究了利用紫外线照射遗传失活栉江珧和魁蚶精子以诱导雌核发育，以及遗传失活虾夷扇贝和魁蚶卵子以诱导雄核发育。实验结果表明：在强度为2561μW／(cm<'2>·s)的紫外线下照射40s和45s获得栉江珧和魁蚶雌核发育单倍体的适宜条件，在强度为1698μW／(cm<'2>·s)的紫外线下照射50s和60s是获得虾夷扇贝和魁蚶雄核发育单倍体的适宜条件。研究发现卵裂率、早期胚胎存活率和D形幼虫发生率均随照射时间的增加而发生不同幅度的下降，遗传失活的精(卵)子与正常精(卵)子受精后其胚胎发育至D形幼虫前期停止。实验中各处理组均出现非整倍体，出现的原因可能由于紫外线照射剂量对卵子染色体遗传失活的作用程度不同以及光线对DNA的修复作用。在雌核发育组中均发现Hertwig效应，产生的原因可能是由于高辐射剂量能完全破坏精子的遗传物质，导致产生的单倍体胚胎比低剂量诱发出来的具有显性致死突变基因的非整倍体胚胎存活时间长。 三、利用4’，6．二联脒-2-吲哚苯(DAPI)染色观察栉江珧正常卵子和雌核发育卵子，以及虾夷扇贝正常卵子和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。实验结果表明：紫外线照射并没有影响栉江珧受精卵的成熟分裂及雌性、雄性原核的形成，但使其发育速度滞缓。在第l卵裂中期，雌核发育卵子中雄性原核并不像雌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。虾夷扇贝雄核发育卵子中紫外线照射卵核的核行为变化与紫外线照射精核基本一致。实验结果提供了栉江珧雌核发育和虾夷扇贝雄核发育的细胞学证据。 四、探讨了利用6-DMAP抑制第一卵裂以诱导栉江珧雌核发育二倍体的可行性。实验结果表明在培养温度为24℃的条件下，受精后60min用浓度为60gg／ml的6-DMAP处理栉江珧受精卵15min进行雌核发育二倍体的诱导效果理想。细胞学观察表明，6-DMAP阻止了纺锤体的形成和染色体的移动，导致一个融合的二倍性雌性原核的形成。 五、利用筛选出的精子遗传失活法(用2561μ(cm<'2>·s)的UV照射精子30s)和卵染色体加倍法(受精30min后，用60μg／ml的6-DMAP处理卵15min)，批量诱导出第二极体抑制型栉孔扇贝雌核发育二倍体个体，观测了幼体不同发育时期的成活率、发育速度和个体大小等生物学特性。实验结果首次成功提供了人工诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体幼虫生长性状的生物学证据，通过将这些雌核发育二倍体个体培养至成体，则可望培育出栉孔扇贝的优良品系。

目录

摘要

前言

第一章海洋贝类单性发育研究进展

第二章三种海洋贝类雌核发育的研究

第三章两种海洋贝类雄核发育的研究

参考文献

致谢

硕士就读期间已发表或待发表的论文