专利名称：一种诱导天然雌核发育鱼的方法
技术领域：
本发明涉及鱼类远缘杂交效应诱导形成天然两性型雌核发育二倍体鲫鱼，雌、雄天然雌核发育鱼自交形成两种新型二倍体鲫鱼。
背景技术：
远缘杂交即亲缘关系在种间或种间以上的物种个体之间的杂交。在脊椎动物中，鱼类的种类最多，开展鱼类远缘杂交的研究在生物进化和鱼类遗传育种方面都具有重要意义。鱼类远缘杂交有可能形成多倍体鱼已有一些报道，但是通过鱼类远缘杂交来形成天然的两性可育的雌核发育鱼还没有报道。天然雌核发育不同于人工雌核发育，它不需要精子的灭活，也不需要人工对单倍体卵子的染色体进行加倍处理。天然雌核发育中的远缘精子只刺激诱导卵子发育，不形成雄性原核，因此卵子的发育过程由卵子中自然加倍后的染色体主导，并最终发育形成存活的后代。但是在天然雌核发育过程中也存在精子的“异精效应”，原因是精子的一些DNA片段可能融于卵子的遗传组成中。在分类上，红鲫属于鲤亚科，团头鲂属于鱼娅科。红鲫和团头鲂在染色体组成上存在明显差异，红鲫为2n=100，团头鲂为2n=48。在食性方面，红鲫为杂食性，团头鲂为草食性。我们研究发现在红鲫(♀)×团头鲂(
)的远缘杂交后代中，不但具有四倍体鲫鲂(4n=148)和三倍体鲫鲂(3n=124)杂交多倍体后代，还有相当数量的天然雌核发育红鲫后代。特别重要的是这种天然雌核发育红鲫为雌雄两性可育类型，自交后形成两种类型的后代-二倍体红鲫(2n=100)和二倍体青鲫(2n=100)。与普通红鲫相比，天然雌核发育红鲫及其自交后代具有头小、背高、尾柄短、草食性等优点，表现出明显的“异精效应”。与人工诱导雌核发育红鲫不同，天然雌核发育红鲫形成过程中无须精子灭活和卵子加倍处理，这样大大简化了操作过程，而且还能获得两性可育的雌核发育鱼。在生物进化上，两性型的雌核发育红鲫和变异的后代出现说明在自然界中两性型的新型鱼类可以通过远缘杂交的雌核发育途径产生在鱼类遗传育种方面，新型两性型的鱼类在生产应用上具有广阔的应用前景。因此，远缘杂交形成的两性型的天然雌核发育鲫鱼在生物进化和鱼类遗传育种方面都具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无须精子灭活和卵子加倍处理的新的雌核发育技术。通过远缘杂交诱导天然雌核发育的方法，旨在获得两性可育、性状得到改良的天然雌核发育鱼和其自交形成的优良后代。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案 一种诱导天然雌核发育鱼的方法，利用性成熟的雌性红鲫与雄性团头鲂的远缘杂交，产生出两性可育、性状优良的天然雌核发育二倍体红鲫，所述天然雌核发育二倍体红鲫通过自交形成了新型二倍体红鲫和新型二倍体青鲫。
本发明的优点是 1.养殖实验结果表明与普通红鲫相比，天然雌核发育红鲫及其自交后代比同期饲养的普通红鲫生长速度快，体形也得到了改良，在自交后代中还形成了体色为青色的新型二倍体鲫鱼。
2.从图2并结合表1、表2可知，与普通红鲫相比，天然雌核发育红鲫及其自交后代在鳞式、鳍条数等可数性状方面无多大差异，但在一些可量性状的比例方面，天然雌核发育红鲫及其自交后代有着明显优势。如普通红鲫的体高/体长为0.41，天然雌核发育红鲫及其自交两种后代的体高/体长分为0.52、0.55和0.58；普通红鲫的头高/体高0.60，天然雌核发育红鲫及其自交两种后代的头高/体高0.46、0.44和0.39；普通红鲫的尾柄高/尾柄长1.24，天然雌核发育红鲫及其自交两种后代尾柄高/尾柄长1.41、1.53、1.63。这些数据说明天然雌核发育红鲫及其自交的两种后代在体形上比普通红鲫更有优势，表现出背高、头小和尾柄短的优良性状，另外天然雌核发育红鲫及其自交后代还具有草食性的特征。
3.天然雌核发育红鲫及其自交后代表现出的父本的一些优良特征(如高背和草食性的优良特征)来源于天然雌核发育过程中的“异精效应”，这种“异精效应”能够稳定遗传。
4.天然雌核发育红鲫中出现雌、雄两性个体，性别比例接近1∶1，说明远缘杂交的天然雌核发育形式有利于两性个体的产生，有利于雌核发育鱼繁衍后代，有利于鱼类的生物进化。在我们以前进行的用团头鲂的精子刺激红鲫卵子的人工雌核发育研究中，只得到了全雌的雌核发育后代。我们注意到人工雌核发育过程中具有团头鲂精子灭活和红鲫卵子冷休克使得染色体数目加倍的过程，这两个人工处理过程有可能造成雌核发育的雄鱼不能存活。两性型天然雌核发育红鲫的形成为研究红鲫的性别决定机制提供了理想的实验材料。
表1不同类型鱼的可量性状 表2不同类型鱼的可数性状 注III代表硬鳍条的数目
图1天然两性型的雌核发育二倍体红鲫的形成及自交形成两种鲫鱼的示意图。
图2a普通红鲫外形； b天然雌核发育红鲫外形； c鲫鲂杂交鱼外形； d天然雌核发育红鲫自交产生的新型青鲫外形； e天然雌核发育红鲫自交产生的新型红鲫外形。
图3a天然雌核发育红鲫染色体(2n＝100)； b天然雌核发育红鲫自交产生的新型青鲫染色体(2n＝100)； c天然雌核发育红鲫自交产生的新型红鲫染色体(2n＝100)。
图4a天然雌核发育雄性红鲫精巢结构； b天然雌核发育雌性红鲫卵巢结构。
具体实施例方式 在繁殖季节(4-5月)，选取成熟度较好的雌性红鲫(能挤出卵子)和成熟度较好的雄性团头鲂(能挤出白色精液)。对雌性红鲫和雄性团头鲂注射外源促性腺激素(HCG)和外源促黄体素释放激素类似物(LRH-A)混合液。每公斤雌性红鲫的注射剂量为HCG600国际单位+LRH-A20微克；相对于雌性红鲫，雄性团头鲂的注射剂量减半。从胸鳍基部凹陷无鳞处倾斜45°注射，最好分两次注射，第一针剂量为总剂量的1/5，第2针注射余量，两针间隔时间为10小时左右。父母本放入同一产卵池，池内吊一张网片，便于观察亲鱼是否产卵。一般在第二针注射后10小时左右为药物效应时间，亲鱼开始产卵，应密切注意观察亲鱼活动情况。一旦发现网片上有卵粒，说明已开始产卵，立即拉网检查，把成熟的母本(轻压鱼腹部，有卵源源流出)选出，同时选出相应的父本，采用“人工干法授精”，即将母本身体轻轻擦干并把成熟的卵子挤入光滑无水的瓷盆中，同时将父本精液滴入卵子中，用鹅毛搅拌使得精子与卵子充分接触，然后将混有精液的卵子均匀的平铺在置于水面的网片上。将粘有受精卵网片放置在20-21℃水温的流动水环境下孵化。受精后约3-4天，胚胎开始脱膜形成存活的鱼苗；鱼苗能自主游动后，放入池塘饲养，每个月定期检查实验鱼的生长等情况。天然雌、雄雌核发育红鲫一年达到性成熟。在繁殖季节，雌、雄天然雌核发育红鲫分别产生成熟的卵子和成熟的精子，两者受精形成自交后代(其形成过程与天然雌核发育鲫鱼的形成过程相似)。天然两性雌核发育红鲫和其自交形成的两种类型后代的培育过程见图1。在红鲫(♀)×团头鲂(
)的远缘杂交后代中，不仅选育出四倍体和三倍体鲫鲂后代，而且也选育出两性可育、性状优良的天然雌核发育二倍体红鲫，天然雌核发育红鲫通过自交产生两种类型二倍体后代1)新型红鲫；2)新型青鲫。
经检测，天然雌核发育红鲫及其自交后代的染色体数目与普通红鲫一致，都为2n＝100(图3)。
对天然雌核发育红鲫及其自交后代的性腺进行石蜡切片观察，证明其两性生殖腺正常发育，能形成两性配子。图4a为IV期精巢，其中已经产生成熟精子；图4b为III期卵巢，其中卵母细胞发育正常。天然雌核发育红鲫自交后代产生的两种鲫鱼都具有正常的两性生殖腺，说明这种二倍体鲫鱼能够代代相传，可以分别形成新型二倍体红鲫品系和新型二倍体青鲫品系。天然雌核发育红鲫及其自交后代中的雌雄比例接近1∶1，这为他们能够稳定遗传奠定了遗传基础。
以上研究结果充分说明我们利用远缘杂交技术创造性地诱导出两性可育的天然雌核发育红鲫，而且使其自交形成了两种新型鲫鱼后代，这为创造出新型红鲫品系和青鲫品系群体奠定了基础。以上研究结果也说明天然雌核发育中的“异精效应”，在生物进化方面取到了非常重要的作用。天然雌核发育鱼的两性可育性和“异精效应”保证了新型鱼类的可繁殖性和变异性。因此天然雌核发育二倍体红鲫及其自交后代的形成在生物进化和鱼类遗传育种方面具有重要的生物学意义。
权利要求
1.一种诱导形成天然雌核发育鱼的方法，其特征在于利用性成熟的雌性红鲫与雄性团头鲂进行远缘杂交，产生出两性可育、性状优良的天然雌核发育二倍体红鲫，所述天然雌核发育二倍体红鲫通过自交形成了新型二倍体红鲫和新型二倍体青鲫。
全文摘要
本发明提供了一种通过远缘杂交诱导形成天然雌核发育鱼并得到改良后代的方法。发明利用性成熟的雌性红鲫与雄性团头鲂进行远缘杂交，产生出两性可育、性状优良的天然雌核发育二倍体红鲫，天然雌核发育红鲫通过自交形成了新型二倍体红鲫和新型二倍体青鲫。本发明方法无须精子灭活和卵子加倍处理，所形成的后代在生物进化和鱼类遗传育种方面都具有重要意义。
文档编号A01K61/00GK101133723SQ20071003581
公开日2008年3月5日 申请日期2007年9月26日 优先权日2007年9月26日
发明者刘少军, 筠 刘, 覃钦博, 静 王, 罗凯坤 申请人:湖南师范大学