鱼类育种ppt

鱼类多倍体育种研究及方法生物技术122侯超文1214300061鱼鱼类遗传育种概念类遗传育种概念•一.鱼类遗传育种概念•1.鱼类遗传学：研究鱼类遗传与变异的学科，是遗传学的一个分支。•遗传：生物世代间连续性和相似性。•变异：生物世代间（包括群体内个体之间）不连续性和差异。2.鱼类育种学：研究如何培育和改良鱼类品种的科学。3.鱼类遗传育种学：运用遗传学的方法，来研究鱼类品种培育和改良的科学。类育种方法•二.鱼类育种方法•鱼类育种的方法有许多种，包括杂交育种、诱变育种、体细胞杂交、基因转移技术，以及多倍体育种等方法。多倍体育种就是通过增加染色体组的方法来改造生物的遗传基础，从而培育出符合人们需要的优良品种，达到人类利用的目的。•三.鱼类多倍体产生的机制•总的来说，多倍体是由于细胞内染色体加倍而形成的。染色体加倍则是通过卵子第二极体的保留或受精卵早起有丝分裂的抑制而实现。根据鱼类受精细胞学的研究，鱼类精子进入卵细胞的时间是在第二次成熟分裂的中期，受精后放出第二极体。如果卵子受精后由于受到各种理化因子刺激而不排出第二极体，即他们没有经过减数分裂而形成所谓的二倍体卵核，然后与单倍体精核结合而形成三倍体受精卵。如果受精卵的第一次有丝分裂受到抑制，则产生四倍体。•四.鱼类多倍体育种研究简史1.国外对鱼类多倍体育种的研究关于人工诱导鱼类多倍体的研究，最早可以追溯到20世纪40年代。据文献记载，1943年，Makino与Ojima就曾以鲤鱼为材料来了解人工诱导动物多倍体的机制。他们将产卵后5~10min的鲤鱼受精卵在0.5~3℃低温下放置10~30min。经过细胞学观察，这样处理后抑制了第二次成熟分裂，结果导致本来要成为第二极体的单倍染色体组被保留了下来，促使卵子染色体的加倍，从而导致二倍体卵核的产生。于是他们提出：如果二倍体卵核与单倍体精核结合可能形成三倍体合子并进而产生三倍体个体。这一实验为后来诱导鱼类多倍体的研究奠定了理论基础。•据报道，真正成功诱导了鱼类多倍体的是Swarup，他用低温成功诱导三棘刺鱼获得三倍体，并且饲养到性成熟。从此以后，诱导鱼类多倍体的研究越来越引起学者的兴趣，研究报道也日益增多。到目前为止，已先后在三棘刺鱼、鲽、鲤鱼、尼罗罗非鱼、虹鳟、大西洋鲑、泥鳅、草鱼、斑点叉尾鮰和鳙等30多种鱼类诱导多倍体获得成功，有的已开始用于生产，并取得了较明显的经济效益。•2.国内对鱼类多倍体育种的研究•我国鱼类多倍体育种研究起始于20世纪70年代中期。1976年，中国科学院水生生物研究所首次报道用理化方法诱导草鱼三倍体和四倍体获得成功。接着，又在鲤鱼、鲢、虹鳟、鳙、白鲫等近20种鱼类获得三倍体和四倍体试验鱼。•总的来说，目前我国鱼类多倍体研究进展较快，且开始进入实用性阶段。•常见多倍体鱼类•五.诱导多倍体鱼类的方法•天然多倍体鱼类的存在，让人们开始用人为的处理而产生多倍体鱼类，即人工多倍体。多倍体的产生需要卵子第二极体的保留或受精卵早期有丝分裂的抑制。人工诱导多倍体的方法很多，分为生物学方法、物理学方法和化学方法三种。•5.1生物学方法•5.1.1远源杂交•远缘杂交一般是指在分类学上物种以上分类单位的个体之间交配。不同种间、属间甚至亲缘关系更远的物种之间的杂交。可以把不同种、属的特征、特性结合起来，突破种属界限，扩大遗传变异，从而创造新的变异类型或新物种。•鱼类的远缘杂交，尤其是鲤科鱼类不同亚种之间的杂交，往往可以产生多倍体。1978年，Marian最早发现用草鱼做母本、鳙做父本之间的杂交后代是三倍体，但是对该杂种三倍体中额外的单倍体染色体组的来源并不清楚。1987年，刘思阳也证实了草鲂杂种是异源三倍体，其中草鱼提供了两套染色体，三角鲂提供了一套染色体。并推测草鲂杂种染色体加倍的原因是受精过程中卵子核内有丝分裂或第二极体的保留。除了鲤科鱼类不同亚种之间的杂交外，其他鱼类的远缘杂交同样可以产生多倍体。•5.1.2核移植•1982年，陆仁厚等用四倍化的草鱼培养细胞核作为工体移植到泥鳅的去核卵内，曾获得心跳期的四倍体胚胎。如能对这一技术作进一步的改善，它很可能是诱导鱼类四倍体较为有效的途径之一。•5.1.3细胞融合•应用细胞融合技术，诱导鱼类囊胚细胞与囊胚细胞、囊胚细胞与未受精卵、囊胚细胞与受精卵或受精卵与受精卵之间的细胞融合，在理论上应该产生三倍体或是四倍体。•5.2物理学方法•5.2.1温度处理•温度处理，又叫温度休克，包括热休克和冷休克。对每一种鱼类来说，进行温度处理最重要的是必须确定处理的时间、持续时间以及处理温度的高低。有研究表明，温度休克敏感性的差异既与遗传背景有关，也与卵子成熟度有关。温度处理是最简便的处理方法，无需专门的设备，处理效果又好，可以被广泛的应用。•5.2.2静水压处理•静水压处理是新近发展起来的一种诱导鱼类多倍体的方法。1981年，Streisinger等成功用静水压阻止第二极体排除，并用这种处理与乙醚相结合阻止第一次有丝分裂而产生纯合二倍体雌核发育斑马鱼。后来，楼允东等用静水压诱导杂合二倍体雌核发育与三倍体虹鳟也获得了成功。虽然应用静水压处理比温度休克复杂，需要专门的设备，如水压机，但处理的最佳条件易于掌握，处理程序易于标准化，且对胚胎的损伤比温度休克小。因此，静水压处理是进行鱼类染色体组操作的有效方法。•5.2.3电休克•1993年，Teskeredjic等用热休克和电休克相结合的方法诱导银大马哈鱼三倍体成功。•5.3化学方法•5.3.1细胞松弛素B•细胞松弛素是真菌半知菌纲某些菌种的代谢产物。细胞松弛素对于活细胞具有干扰细胞质分裂的特殊效应。据报道，Refstie等将受精卵置于细胞松弛素B后产生了多倍体与二倍体嵌合体虹鳟和大西洋鲑。国内也有不少应用细胞松弛素B诱导软体动物多倍体的研究报道，但为用于鱼类的多倍体育种研究。•5.3.2秋水仙素•秋水仙素是从百合科秋水仙属秋水仙的器官中提取的一种植物碱，毒性极强，在生物学研究中常用来抑制细胞分裂时纺锤丝的形成。1979年，Smith等曾报道将第一次卵裂前的受精卵置于0.01%的秋水仙素后产生了类似的多倍体与二倍体嵌合体美洲红点鲑。•5.3.3聚乙二醇•聚乙二醇是一种常用的细胞融合剂。1986年，Ueda等用聚乙二醇处理过的虹鳟精子与卵子受精，结果得到高比例的三倍体虹鳟胚胎。•六.多倍体鱼类在水产养殖上的应用•目前，多倍体鱼类可以用来控制过度繁殖、增加幼鱼生长速度、延长成鱼寿命以及促进生长等方面。•6.1控制过度繁殖•三倍体鱼类幼鱼奇数染色体组将导致减数分裂的瓦解以及性腺发育的衰退或非整倍体配子的产生而出现不育。而三倍体鱼类的不育性可用于控制种群。•6.2提高生长速度•从水产养殖的角度出发，人工诱导三倍体是寄希望于三倍体的生长速度比二倍体的快。•6.2.1幼鱼期•1979年，中国科学院水生生物研究所曾报道过草鱼三倍体在鱼种期比二倍体增长70.4%，草团杂种多倍体比杂种二倍体生长快60%左右。杨兴棋等也有相关相应的报道。但也有报道三倍体幼鱼并不比二倍体生长快的研究。•6.2.2成熟期•研究发现，在性成熟时，三倍体普遍比二倍体生长快。其原因大概是由于三倍体的不育性，这样在二倍体中用来促进性成熟的能量在三倍体中则用来促进体细胞的生长导致。1994年，Kim等比较了二倍体与三倍体泥鳅的生长速率，发现最初2个月，其生长速度是一样的，随后三倍体的平均体重略有增加，到4~5月以后，两者的生长速度则有明显差异，三倍体泥鳅比二倍体生长快。•6.3延长鱼类寿命•对于生殖后变终其一生的鱼类来说，三倍体鱼类幼鱼丧失了生殖机能，可以跨年生长，因此可以做到全年上市，经营稳定。•七.多倍体育种存在的问题•多倍体育种技术由于方法简便、见效快而具有潜在的理论和应用价值，国内外有关研究日趋深入和广泛，由此也许会产生更新更高的多倍体。但是在进行多倍体育种研究中还存在一些难点亟待解决：•7·1处理时刻的确定。•这主要体现在阻止第二极体放出诱导三倍体的起始时间和抑制第一次卵裂产生四倍体的起始时间。在诱导三倍体过程中，需要正确判断第二极体的排出时间，不同鱼类第二极体的排出时间是不同的。•7·2诱导率的提高。•如何采用较简便而实用的诱导方法，来获得高的诱导率和诱导量，同时如何保持多倍体成活率和孵化率也是需要亟待解决的问题。•7.3准确可靠的倍性鉴定方法的确定。•前面述及的倍性鉴定方法有许多种，其各有利弊，所以需要在此基础上探寻出一种既准确可靠又简单可行的鉴定方法。•八.鱼类多倍体研究的发展趋势•综上所述，三倍体鱼类对控制过度繁殖、提高生长速度、延长鱼类寿命等方面都是有效的，因此三倍体研究可以作为一种培育鱼类新品种的有效途径之一。目前，国内外不少学者都在开展鱼类多倍体的研究，研究的重点大致集中于多倍体诱导方法的进一步改进与完善、三倍体的杂种化等方面。谢谢观赏WPSOfficeMakePresentationmuchmorefun@WPS官方微博@kingsoftwps