專利名稱：一種誘導(dǎo)天然雌核發(fā)育魚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及魚類遠(yuǎn)緣雜交效應(yīng)誘導(dǎo)形成天然兩性型雌核發(fā)育二倍體鯽魚，雌、雄天然雌核發(fā)育魚自交形成兩種新型二倍體鯽魚。

背景技術(shù)：
遠(yuǎn)緣雜交即親緣關(guān)系在種間或種間以上的物種個體之間的雜交。在脊椎動物中，魚類的種類最多，開展魚類遠(yuǎn)緣雜交的研究在生物進(jìn)化和魚類遺傳育種方面都具有重要意義。魚類遠(yuǎn)緣雜交有可能形成多倍體魚已有一些報道，但是通過魚類遠(yuǎn)緣雜交來形成天然的兩性可育的雌核發(fā)育魚還沒有報道。天然雌核發(fā)育不同于人工雌核發(fā)育，它不需要精子的滅活，也不需要人工對單倍體卵子的染色體進(jìn)行加倍處理。天然雌核發(fā)育中的遠(yuǎn)緣精子只刺激誘導(dǎo)卵子發(fā)育，不形成雄性原核，因此卵子的發(fā)育過程由卵子中自然加倍后的染色體主導(dǎo)，并最終發(fā)育形成存活的后代。但是在天然雌核發(fā)育過程中也存在精子的“異精效應(yīng)”，原因是精子的一些DNA片段可能融于卵子的遺傳組成中。在分類上，紅鯽屬于鯉亞科，團(tuán)頭魴屬于魚婭科。紅鯽和團(tuán)頭魴在染色體組成上存在明顯差異，紅鯽為2n=100，團(tuán)頭魴為2n=48。在食性方面，紅鯽為雜食性，團(tuán)頭魴為草食性。我們研究發(fā)現(xiàn)在紅鯽(♀)×團(tuán)頭魴(

)的遠(yuǎn)緣雜交后代中，不但具有四倍體鯽魴(4n=148)和三倍體鯽魴(3n=124)雜交多倍體后代，還有相當(dāng)數(shù)量的天然雌核發(fā)育紅鯽后代。特別重要的是這種天然雌核發(fā)育紅鯽為雌雄兩性可育類型，自交后形成兩種類型的后代-二倍體紅鯽(2n=100)和二倍體青鯽(2n=100)。與普通紅鯽相比，天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交后代具有頭小、背高、尾柄短、草食性等優(yōu)點，表現(xiàn)出明顯的“異精效應(yīng)”。與人工誘導(dǎo)雌核發(fā)育紅鯽不同，天然雌核發(fā)育紅鯽形成過程中無須精子滅活和卵子加倍處理，這樣大大簡化了操作過程，而且還能獲得兩性可育的雌核發(fā)育魚。在生物進(jìn)化上，兩性型的雌核發(fā)育紅鯽和變異的后代出現(xiàn)說明在自然界中兩性型的新型魚類可以通過遠(yuǎn)緣雜交的雌核發(fā)育途徑產(chǎn)生在魚類遺傳育種方面，新型兩性型的魚類在生產(chǎn)應(yīng)用上具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，遠(yuǎn)緣雜交形成的兩性型的天然雌核發(fā)育鯽魚在生物進(jìn)化和魚類遺傳育種方面都具有重要意義。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無須精子滅活和卵子加倍處理的新的雌核發(fā)育技術(shù)。通過遠(yuǎn)緣雜交誘導(dǎo)天然雌核發(fā)育的方法，旨在獲得兩性可育、性狀得到改良的天然雌核發(fā)育魚和其自交形成的優(yōu)良后代。
為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種誘導(dǎo)天然雌核發(fā)育魚的方法，利用性成熟的雌性紅鯽與雄性團(tuán)頭魴的遠(yuǎn)緣雜交，產(chǎn)生出兩性可育、性狀優(yōu)良的天然雌核發(fā)育二倍體紅鯽，所述天然雌核發(fā)育二倍體紅鯽通過自交形成了新型二倍體紅鯽和新型二倍體青鯽。
本發(fā)明的優(yōu)點是 1.養(yǎng)殖實驗結(jié)果表明與普通紅鯽相比，天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交后代比同期飼養(yǎng)的普通紅鯽生長速度快，體形也得到了改良，在自交后代中還形成了體色為青色的新型二倍體鯽魚。
2.從圖2并結(jié)合表1、表2可知，與普通紅鯽相比，天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交后代在鱗式、鰭條數(shù)等可數(shù)性狀方面無多大差異，但在一些可量性狀的比例方面，天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交后代有著明顯優(yōu)勢。如普通紅鯽的體高/體長為0.41，天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交兩種后代的體高/體長分為0.52、0.55和0.58；普通紅鯽的頭高/體高0.60，天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交兩種后代的頭高/體高0.46、0.44和0.39；普通紅鯽的尾柄高/尾柄長1.24，天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交兩種后代尾柄高/尾柄長1.41、1.53、1.63。這些數(shù)據(jù)說明天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交的兩種后代在體形上比普通紅鯽更有優(yōu)勢，表現(xiàn)出背高、頭小和尾柄短的優(yōu)良性狀，另外天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交后代還具有草食性的特征。
3.天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交后代表現(xiàn)出的父本的一些優(yōu)良特征(如高背和草食性的優(yōu)良特征)來源于天然雌核發(fā)育過程中的“異精效應(yīng)”，這種“異精效應(yīng)”能夠穩(wěn)定遺傳。
4.天然雌核發(fā)育紅鯽中出現(xiàn)雌、雄兩性個體，性別比例接近1∶1，說明遠(yuǎn)緣雜交的天然雌核發(fā)育形式有利于兩性個體的產(chǎn)生，有利于雌核發(fā)育魚繁衍后代，有利于魚類的生物進(jìn)化。在我們以前進(jìn)行的用團(tuán)頭魴的精子刺激紅鯽卵子的人工雌核發(fā)育研究中，只得到了全雌的雌核發(fā)育后代。我們注意到人工雌核發(fā)育過程中具有團(tuán)頭魴精子滅活和紅鯽卵子冷休克使得染色體數(shù)目加倍的過程，這兩個人工處理過程有可能造成雌核發(fā)育的雄魚不能存活。兩性型天然雌核發(fā)育紅鯽的形成為研究紅鯽的性別決定機(jī)制提供了理想的實驗材料。
表1不同類型魚的可量性狀 表2不同類型魚的可數(shù)性狀 注III代表硬鰭條的數(shù)目


圖1天然兩性型的雌核發(fā)育二倍體紅鯽的形成及自交形成兩種鯽魚的示意圖。
圖2a普通紅鯽外形； b天然雌核發(fā)育紅鯽外形； c鯽魴雜交魚外形； d天然雌核發(fā)育紅鯽自交產(chǎn)生的新型青鯽外形； e天然雌核發(fā)育紅鯽自交產(chǎn)生的新型紅鯽外形。
圖3a天然雌核發(fā)育紅鯽染色體(2n＝100)； b天然雌核發(fā)育紅鯽自交產(chǎn)生的新型青鯽染色體(2n＝100)； c天然雌核發(fā)育紅鯽自交產(chǎn)生的新型紅鯽染色體(2n＝100)。
圖4a天然雌核發(fā)育雄性紅鯽精巢結(jié)構(gòu)； b天然雌核發(fā)育雌性紅鯽卵巢結(jié)構(gòu)。

具體實施例方式 在繁殖季節(jié)(4-5月)，選取成熟度較好的雌性紅鯽(能擠出卵子)和成熟度較好的雄性團(tuán)頭魴(能擠出白色精液)。對雌性紅鯽和雄性團(tuán)頭魴注射外源促性腺激素(HCG)和外源促黃體素釋放激素類似物(LRH-A)混合液。每公斤雌性紅鯽的注射劑量為HCG600國際單位+LRH-A20微克；相對于雌性紅鯽，雄性團(tuán)頭魴的注射劑量減半。從胸鰭基部凹陷無鱗處傾斜45°注射，最好分兩次注射，第一針劑量為總劑量的1/5，第2針注射余量，兩針間隔時間為10小時左右。父母本放入同一產(chǎn)卵池，池內(nèi)吊一張網(wǎng)片，便于觀察親魚是否產(chǎn)卵。一般在第二針注射后10小時左右為藥物效應(yīng)時間，親魚開始產(chǎn)卵，應(yīng)密切注意觀察親魚活動情況。一旦發(fā)現(xiàn)網(wǎng)片上有卵粒，說明已開始產(chǎn)卵，立即拉網(wǎng)檢查，把成熟的母本(輕壓魚腹部，有卵源源流出)選出，同時選出相應(yīng)的父本，采用“人工干法授精”，即將母本身體輕輕擦干并把成熟的卵子擠入光滑無水的瓷盆中，同時將父本精液滴入卵子中，用鵝毛攪拌使得精子與卵子充分接觸，然后將混有精液的卵子均勻的平鋪在置于水面的網(wǎng)片上。將粘有受精卵網(wǎng)片放置在20-21℃水溫的流動水環(huán)境下孵化。受精后約3-4天，胚胎開始脫膜形成存活的魚苗；魚苗能自主游動后，放入池塘飼養(yǎng)，每個月定期檢查實驗魚的生長等情況。天然雌、雄雌核發(fā)育紅鯽一年達(dá)到性成熟。在繁殖季節(jié)，雌、雄天然雌核發(fā)育紅鯽分別產(chǎn)生成熟的卵子和成熟的精子，兩者受精形成自交后代(其形成過程與天然雌核發(fā)育鯽魚的形成過程相似)。天然兩性雌核發(fā)育紅鯽和其自交形成的兩種類型后代的培育過程見圖1。在紅鯽(♀)×團(tuán)頭魴(

)的遠(yuǎn)緣雜交后代中，不僅選育出四倍體和三倍體鯽魴后代，而且也選育出兩性可育、性狀優(yōu)良的天然雌核發(fā)育二倍體紅鯽，天然雌核發(fā)育紅鯽通過自交產(chǎn)生兩種類型二倍體后代1)新型紅鯽；2)新型青鯽。
經(jīng)檢測，天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交后代的染色體數(shù)目與普通紅鯽一致，都為2n＝100(圖3)。
對天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交后代的性腺進(jìn)行石蠟切片觀察，證明其兩性生殖腺正常發(fā)育，能形成兩性配子。圖4a為IV期精巢，其中已經(jīng)產(chǎn)生成熟精子；圖4b為III期卵巢，其中卵母細(xì)胞發(fā)育正常。天然雌核發(fā)育紅鯽自交后代產(chǎn)生的兩種鯽魚都具有正常的兩性生殖腺，說明這種二倍體鯽魚能夠代代相傳，可以分別形成新型二倍體紅鯽品系和新型二倍體青鯽品系。天然雌核發(fā)育紅鯽及其自交后代中的雌雄比例接近1∶1，這為他們能夠穩(wěn)定遺傳奠定了遺傳基礎(chǔ)。
以上研究結(jié)果充分說明我們利用遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)創(chuàng)造性地誘導(dǎo)出兩性可育的天然雌核發(fā)育紅鯽，而且使其自交形成了兩種新型鯽魚后代，這為創(chuàng)造出新型紅鯽品系和青鯽品系群體奠定了基礎(chǔ)。以上研究結(jié)果也說明天然雌核發(fā)育中的“異精效應(yīng)”，在生物進(jìn)化方面取到了非常重要的作用。天然雌核發(fā)育魚的兩性可育性和“異精效應(yīng)”保證了新型魚類的可繁殖性和變異性。因此天然雌核發(fā)育二倍體紅鯽及其自交后代的形成在生物進(jìn)化和魚類遺傳育種方面具有重要的生物學(xué)意義。
權(quán)利要求
1.一種誘導(dǎo)形成天然雌核發(fā)育魚的方法，其特征在于利用性成熟的雌性紅鯽與雄性團(tuán)頭魴進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交，產(chǎn)生出兩性可育、性狀優(yōu)良的天然雌核發(fā)育二倍體紅鯽，所述天然雌核發(fā)育二倍體紅鯽通過自交形成了新型二倍體紅鯽和新型二倍體青鯽。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通過遠(yuǎn)緣雜交誘導(dǎo)形成天然雌核發(fā)育魚并得到改良后代的方法。發(fā)明利用性成熟的雌性紅鯽與雄性團(tuán)頭魴進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交，產(chǎn)生出兩性可育、性狀優(yōu)良的天然雌核發(fā)育二倍體紅鯽，天然雌核發(fā)育紅鯽通過自交形成了新型二倍體紅鯽和新型二倍體青鯽。本發(fā)明方法無須精子滅活和卵子加倍處理，所形成的后代在生物進(jìn)化和魚類遺傳育種方面都具有重要意義。
文檔編號A01K61/00GK101133723SQ20071003581
公開日2008年3月5日 申請日期2007年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月26日
發(fā)明者劉少軍, 筠 劉, 覃欽博, 靜 王, 羅凱坤 申請人:湖南師范大學(xué)