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四倍体鲤鲫

发布时间:2023-09-16 01:37:44

四倍体鲤鲫是中科院水生生物研究所的科研人员培育出一种新的优良养殖品种。这些四倍体鲤鲫的母本为人工复合三倍体鲤鱼,它是由2套鲤鱼和1套鲫鱼的染色体复合而成;四倍体则是在母本的3套染色体的基础上叠加了1套鲫鱼的染色体复合产生的。四倍体鲤鲫培育的成功对于今后鱼类的人工定向育种开创了一个新的途径。

四倍体鲤鲫技术原理

在人工诱导的复合三倍体鲤鱼成熟个体中有极个别个体产出的卵既保留了原有的3套染色体,又能与一套外来精核融合产生四倍体。1997年人工产生的8000 多尾鲤鲫四倍体鱼经细胞遗传学研究分析鉴定,结果所有的个体都有4套染色体组,染色体数目在185~210之间,众数为200,四倍体比率为100%。

四倍体鲤鲫

这表明人工复合三倍体鲤鱼的生殖方式十分独特,绝大部分个体的成熟卵可借助于外来精子的激动进行自然雌核发育;而有极个别个体的成熟卵能与外来精子融合产生四倍体个体。四倍体鲤鲫的形态特征像鲫鱼。

四倍体鲤鲫受精过程

以人工四倍体鲤鲫卵子和普通红鲤精子为材料进行人工受精,在受精后的不同时间以扫描电子显微镜观察卵子对精子的应答反应、受精孔形态、数量与大小以及受精过程等超威结构特征。

结果表明,四倍体卵子动物极的卵壳上仅有一个受精孔,但受精孔区域有5—6个似小山丘状的嵴状结构,而鲤却完全没有这种结构。研究证实:四倍体鲤鲫成熟卵属单受精孔、单精受精类型,其特异的嵴状形态结构可作为区分普通鲤的标记表型。

四倍体鲤鲫培育物种

四倍体鲤鲫湘江野鲤

对雌雄两性能育并形成群体的异源四倍体鲫鲤的染色体数目和组型,DNA含量,红细胞大小,生殖腺和配子,胚胎发育,形成机理,外形等方面进行了较全面描述。

四倍体鲫鲤经过九代(F3-F11)的四倍体性的繁殖,已形成了一个数目庞大的遗传性状稳定的群体,该四倍体群体在染色体数目、生殖、外形特征等方面都与它们的原始父母本-二倍体湘江野鲤和红鲫有本质的差别。

在遗传特性、稳定传代、生育隔离方面,异源四倍体鲫鲤群体为形成一个新的四倍体新种奠定了基础。新的四倍体鱼群体的形成对脊椎动物的进化理论和它们在生产上的应用都具有重要的意义。

四倍体鲤鲫转基因鲤

转基因异源四倍体鲫鲤(Allotetraploid crucian-carp,简称AT)是通过红鲫(Carassius auratus red var.,(?))与鲤鱼(Cyprinus carpio L.,(?))远缘杂交首次在脊椎动物中人工培育的两性可育、遗传性状稳定的四倍体鱼。

采用质粒克隆测序方法,获得了异源四倍体鲫鲤5个个体、异源四倍体鲫鲤雌核发育二倍体后代2个个体、三倍体湘云鲫2个个体及红鲫、湘江野鲤和日本白鲫各1个个体的线粒体DNA 12S rRNA基因的全序列。经对比发现,异源四倍体5个个体共享2种单元型,异源四倍体鲫鲤雌核发育二倍体后代。

四倍体鲤鲫

该四倍体鲫鲤品系已繁殖到第18代,形成了一个庞大的新型四倍体鲫鲤鱼群体,该群体的形成在鱼类演化和鱼类遗传育种具有重要意义。

四倍体鲤鲫转基吉鲤

中科院水生生物研究所鱼类转基因工程组的科学家们,在朱作言院士的领导下,将草鱼的生长激素基因注入鲤鱼的受精卵,培育出一种带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼F1代和另一种具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼「吉鲤」。

转基因鲤鱼F1代是由黄河鲤和草鱼生长激素基因组成的转基因鱼,它150天可长至1200克,最大可达2000克;两年可达5000克。它的生长速度比普通鲤鱼快140%以上。

吉鲤是由转基因两倍体鲤鱼与转基因四倍体鱼(两套鲤鱼染色体,两套鲫鱼染色体)结合而培育出无生育能力的吉鲤。吉鲤具有草鱼的生长快优点,又具有鲫鱼的味道。由于它不能生育,因而在推广过程中不存在与其他鱼类杂交引起生态危机之忧。

四倍体鲤鲫操作流程

该成果系湖南省重点科研项目。通过对异源四倍体鲫鲤F3代至F8代鱼的遗传、生长、生殖生理、发生机制、形态、养殖等生物学特性和由其产生的三倍体后代的生物学特性进行了大量的研究并获得了系统的研究结果。

通过大量的实验,证明鲫鲤F1-F2代为二倍体,F3-F10代为异源四倍体,三倍体湘云鲫(鲤)的三倍体性和不育性,获得了一个遗传性状稳定、且能自然繁殖的异源四倍体鱼群体。同时利用四倍体鲫鲤鱼为父本,与二倍体鱼交配,大规模生产了不育的三倍体湘云鲫和湘云鲤。

四倍体鲤鲫推广前景

三倍体湘云鲫具有生长速度快(湘云鲫比本地鲫鱼快200-300%,湘云鲤比一般鲤鱼快20-40%)、体型美观、肉质优良、食性广、抗病力强、耐低温低氧、易捕捞、不繁育等优良经济性状,产品销路好,经济效益十分明显。在我国的20多个省市推广养殖,受到了广大养殖者的欢迎。

该成果居世界领先水平。“年产10亿尾湘云鲫(鲤)苗种产业化示范工程项目”已被国家计委列为高技术示范推广项目开始实施。

四倍体鲤鲫安全状况

转基因鱼的生物安全性包括食品安全性、生态和遗传安全性。普通公认的转基因食品安全性评价原则是1993年欧洲经济发展合作组织(OECD)提出的“实质等同性”原则,即转基因食品及食品成份是否与市场上销售的传统食品具实质等同性。

四倍体鲤鲫

转基因黄河鲤转植的外源基因为与鲤鱼内源生长激素基因十分相似的草鱼生长激素基因。将草鱼生长激素基因转移到鲤鱼身上,与传统养殖的鲤鱼相比,转基因黄河鲤携带有草鱼生长激素基因,体内含有非常微量的草鱼生长激素。

草鱼生长激素和鲤鱼生长激素一样,为鱼体内本来就存在的一种极不稳定的多肽,经过加热等物理处理后被分解为氨基酸,失去其激素的生理功能,和非转基因鲤鱼一样具有食用安全性。

转基因鱼商品化养殖后,是否会对鱼类种质资源和水生态环境产生影响?鱼类的基因组大约有10万个基因。转基因黄河鲤的形成机制可简单地比作一个草鱼基因与10万个鲤鱼基因的杂合。

物种的杂合程度仅为草鱼与鲤鱼杂交的十万分之一。转基因鱼的繁殖能力和对环境的适应性均不占优势,即使让它进入大自然,它也不可能形成优势种群,抑制其他鱼类生长,对生态系统造成威胁。而且,转基因鱼带有的草鱼基因仅是草鱼的十万个基因片断之一,即使它能与其他鱼类进行杂交,所造成的基因混乱的可能性也很小。

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