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鱼类是现存数量和种类最多的脊椎动物,目前认为其起源过程中曾经历多次基因组多倍化及复杂的杂交事件,导致不同基因组间的融合、染色体组的加倍,具有丰富的遗传多样性。鱼类的远缘杂交可以促进多倍化的发生,而杂交和多倍化对于鱼类的遗传育种、进化研究具有重要的意义。本研究选择鲤科、鲌亚科的团头鲂(Megalobrama amblycephalaYih,2n=48)和鲤科、鲴亚科的黄尾密鲴(Xenocypris daviodi Bleeker,2n=48),分别做为父母本进行两组亚科间远缘杂交,并从鱼类育种学、遗传学以及分子生物学角度,对团头鲂和黄尾密鲴不同远缘杂交后代的倍性、生物学性状、分子遗传关系以及性腺发育的分子机制等方面进行了分析,取得了以下的结果和结论:1、无论是以团头鲂(BSB)为母本,黄尾密鲴(YT)为父本的正交组合,还是以黄尾密鲴为母本,团头鲂为父本的反交组合,均能正常授精,并产生可存活的后代。胚胎及成体的倍性检测说明,正交后代鲂鲴(BY)和反交后代鲴鲂(YB)中均存在两种不同倍性个体:染色体数为48的二倍体鲂鲴(2nBY,2n=48)、二倍体鲴鲂(2nYB,2n=48),核型组成为18m+26sm+4st,以及染色体数为72的三倍体鲂鲴(3nBY,2n=72)、三倍体鲴鲂(3nYB,2n=72),核型组成为27m+39sm+6st。鲂鲴及鲴鲂的胚胎中分别有大约18.92%、9.66%的三倍体,而成体中三倍体鲂鲴和鲴鲂分别占11.84%、8.33%。2、对不同倍性的杂交后代鲂鲴(BY)和鲴鲂(YB)的生物学特性进行了研究。7个可数性状和7个可量性状的外形特征参数统计及PCA主成分分析表明,可比性状体长/体高(BL/BH)、体高/头高(BH/HH)与可量性状臀鳍条数是区分二倍体、三倍体杂交后代及其亲本的三个主要特征指数。其中,二倍体鲂鲴和鲴鲂的外形无显著差异,三倍体鲂鲴的体背比二倍体鲂鲴高(P<0.05),更接近于其母本团头鲂,而三倍体鲴鲂的体背低于其他杂交后代(P<0.05),更接近于其母本黄尾密鲴;三倍体鲂鲴及鲴鲂的红细胞核体积显著高于二倍体鲂鲴和鲴鲂(P<0.05),且三倍体杂交后代中异形红细胞核的存在显著高于二倍体杂交后代及其亲本(P<0.05);鲂鲴的含肉率70.65%相对于其亲本团头鲂的52.92%获得了提高(P<0.05),且鲂鲴杂交后代的生长速度相对于其父母本团头鲂和黄尾密鲴平均提高了 32.15%。3、依据生殖细胞的增殖和分化情况,杂交后代的性腺组织学观察发现,其发育不同步,呈现出丰富的多态性。二倍体鲂鲴出现了三种性别分化状态:36.4%的卵巢,52.7%精巢,以及占10.9%的间性性腺。二倍体鲂鲴的卵巢出现三种类型:Type Ⅰ、Type Ⅱ、Type Ⅲ,精巢则呈现四种类型:Type Ⅰ、Type Ⅱ、Type Ⅲ和Type Ⅳ,间性性腺也同样有两种不同类型:Type Ⅰ和Type Ⅱ。三倍体鲂鲴由35.7%的雌性以及64.3%的雄性组成。其中雌性卵巢中观察到了两种类型的性腺:Type Ⅰ和Type Ⅱ,而雄性精巢则分为三种类型:Type Ⅰ、Type Ⅱ、Type Ⅲ。鲴鲂的性别分化状态与鲂鲴一致,二倍体鲴鲂由44.8%的雌性、37.9%的雄性以及17.3%的间性性腺组成,三倍体鲴鲂中有33.3%的卵巢和66.7%精巢。鲴鲂各种性别分化状态的发育类型也和鲂鲴类似,不同的是三倍体鲴鲂中观察到了Type Ⅲ卵巢和Type IV精巢,但没发现Type Ⅱ卵巢。4、利用核基因Sox-HMG Box序列和5S rDNA重复序列两个分子标记,分别对鲂鲴和鲴鲂杂交后代中核基因序列的遗传和变异进行了研究。核基因Sox-HMGDNA片段的克隆、测序及分析证实了鲂鲴和鲴鲂基因组遗传信息来源的杂合性,还反映出来源于黄尾密鲴的710bp片段在二倍体鲂鲴、二倍体鲴鲂和三倍体鲴鲂三个杂交后代中均出现了内含子不同位点的缺失;5S rDNA重复序列的克隆和测序分析表明,二倍体鲂鲴和三倍体鲂鲴中存在分别来自于母本团头鲂和父本黄尾密鲴的188bp重复单位的重组现象。另外,来自于团头鲂和黄尾密鲴部分188bp重复单元的非转录区(NTS)中出现了两种形式的碱基插入,团头鲂中插入了一个18bp.的“TTCAAAAAAAAAAAAAAA”片段,而黄尾密鲴中则是插入一个18bp的“GAAAGAAAGAAAGAAAAA”。但四种杂交后代中,除三倍体鲂鲴的200bp左右片段中发生了上述两种形类似式的碱基插入现象外,大部分只有一种形式“GAAAGAAAGAAAGAAAAA”的碱基插入。5、本研究获得了四个杂交后代的线粒体全基因组(mtDNA)。其中二倍体鲂鲴和三倍体鲂鲴的线粒体序列一致,与母本团头鲂的20个差异碱基分散在NADH 2、COI等9个不同区域;而二倍体鲴鲂与黄尾密鲴的47个差异碱基分散在16srRNA、NADH 1、NADH 5等17个不同区域;三倍体鲴鲂与黄尾密鲴的37个差异碱基分散在D-loop、rRNA、ND1等16个区域。氨基酸分析表明,鲂鲴的碱基突变分别造成了线粒体编码基因CO I、Cytb各1个氨基酸位点突变,二倍体鲴鲂的ND5也发生了 1个氨基酸突变,三倍体鲴鲂则在ND2、COX1、ND5和ND6共4个编码区各发生了 1个氨基酸突变。另外,团头鲂和黄尾密鲴间的碱基转换和颠换分歧率R为5.078,6种鱼的碱基转换和颠换平均分歧率尺为21.224。其中团头鲂和鲂鲴间的R等于280.716,黄尾密鲴与二倍体鲴鲂的R值为38.665,黄尾密鲴与三倍体鲴鲂的R值为14.031,二倍体鲴鲂和三倍体鲴鲂间的R值为10.531。杂交后代间以及亲本与杂交后代间的碱基转换和颠换分歧率R远大于亲本之间的分歧率。6、利用Illumina HiSeq 2000测序技术对二倍体鲂鲴Type Ⅳ精巢的转录组进行了高通量测序分析。该转录组组装后共获得102,298条 Unigenes;Unigenes 被注释到 NR、Swiss-Prot、COG、GO 和 KEGG共5个蛋白数据库,以及NCBI的核酸非冗余数据库NR。被注释的Unigene总数为84,558条,占所有产出序列102,298条的82.66%,其中80.7%的Unigene的可以比对到斑马鱼(DanioRerio)的基因组序列。而在蛋白注释中,注释到NR数据库的数量最多,共58,230条,占所有被注释的68.86%。注释到其它Swiss-Prot、COG、GO和KEGG数据库的分别有50,451条、15,861条、38,322和41,359条;COG功能分类将二倍体鲂鲴Type Ⅳ精巢的34,690条Unigene分为25类,富集基因Unigene最多的除一般功能预计类外,还有复制、重组和修复类、转录因子等。另外,共有41,359条基因,即40.43%的Unigene,被注释到259条KEGG代谢通路。同时,本研究还获得了 13,768个简单重复序列(SSR),其中复合结构的SSR有634条。本研究在成功获得四种不同的亚科间远缘杂交后代基础上,探讨了远缘杂交和多倍化对鱼类各项生物学性状以及核基因组、线粒体基因组的影响,并为杂交鱼特殊性腺发育过程的分子生物学机制研究提供了大量的转录组数据,为今后进一步的鱼类遗传育种工作提供了的指导作用,同时在杂交鱼和多倍体鱼的进化研究方面也具有重要的意义。