人工诱导青田田鱼雌核发育研究

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青田田鱼是浙江青田稻鱼共生系统中重要养殖品种,该系统于2005年被联合国粮食农业组织(FAO)正式列为全球重要农业文化遗产(Globally Important Agricultural Heritage System,GIAHS),距今已有1300余年历史,其抗应激能力强,营养丰富,肉质鲜美,鳞片可食,体色鲜艳,由于长期的自然选择及人工驯化,田鱼已经完全适应稻田环境,但由于当地农户长期的“自繁自养”及外来鲤鱼品种的引入,导致其优良性状退化,种质资源遭受破坏。鱼类雌核发育技术是鱼类遗传育种最为有效技术之一,用遗传物质失活的精子刺激成熟卵子发育,通过人工诱导染色体加倍得到子代,利用雌核发育可以快速建立纯系,培育良种,也为鱼类性别决定机制的研究提供极佳材料,对青田田鱼开展雌核发育研究可以极大缩短选育时间,降低选育成本,维持优良性状,纯系田鱼的培育不仅有助于其种质保护工作,还可以提供优良的母本基因,有利于培育出具有优良性状的新品种,为今后的田鱼育种工作打下了良好的基础。本研究采用紫外线灭活同源精子、冷休克促进染色体加倍技术,诱导青田田鱼雌核发育,成功获得雌核发育子一代(G1)。以田鱼普通繁殖子一代(F1)为对照,对160日龄G1的形态特征、性腺发育进行测量和观察;在全基因组水平上,利用SNP分型技术,对G1的遗传物质进行鉴定及分析。主要研究结果如下:1.以2尾红色田鱼(2n=100)为母本,1尾青灰色田鱼(2n=100)为父本,进行同源精子诱导雌核发育,减数分裂型染色体加倍的方式,利用180W紫外线照射1min30s对精子灭活,受精时间为3min,以0-4℃冷休克处理卵子30min,成功得到青田田鱼雌核子一代(G1)。2.对160日龄的雌核繁殖G1及普通繁殖F1进行形态特征比较,G1共有3种体色,F1共有4种体色,G1平均生长速度明显慢于F1,G1内部生长速度呈现两极化。青田田鱼雌核群体与普通群体在6个形态比例参数上,1个存在极显著性差异(P<0.01),2个存在显著性差异(P<0.05),说明两群体形体上有一定差异。3.通过石蜡切片及HE染色技术,对160日龄的雌核繁殖G1及普通繁殖F1进行性腺组织学初步研究,通过随机抽样发现,G1全部为雌性,卵巢发育至Ⅰ-Ⅲ期,具有可育性,F1中2/3为雌性,1/3为雄性,雌性卵巢发育至Ⅱ-Ⅲ期,雄性精巢已发育至Ⅴ期,性腺结构全部正常。4.对3尾亲本及10尾G1进行SNP分型检测,两尾母本纯合位点比例分别为39.09%与37.76%,杂合位点比例分别为60.91%与62.24%,父本纯合位点比例为37.11%,杂合位点比例为62.89%,G1纯合位点比例最小值为48.08%,杂合位点比例最大值仅为51.92%,G1的SNP纯合位点比例显著高于亲本。整体亲本平均纯合位点比例为(37.99±1.01)%,平均杂合位点比例为(62.01±1.01)%,G1平均纯合位点比例为(61.85±5.18)%,平均杂合位点比例为(38.15±5.18)%,G1纯合位点比例极显著高于整体亲本(P<0.01),杂合位点比例极显著低于整体亲本(P<0.01),证明雌核发育技术极大地提高了子代的遗传物质的纯合性。通过将G1纯合突变位点与亲本个体纯合突变位点进行比对,发现G1与母本一致的纯合突变位点数远大于父本,说明G1全部由母本雌核发育产生,同时发现父本遗传物质混入G1个体,致使个体在体色和生长速度方面均表现出显著的差异性。结合随机解剖的雌核子代全部是雌性,推测田鱼的性别决定方式为XX/XY型。本研究成功得到了田鱼人工雌核发育群体,为今后的田鱼育种及种质资源开发奠定了良好基础。
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