人工诱导贝类雄核发育的研究

人工诱导贝类雄核发育的研究

袁媛[1]2004年在《人工诱导贝类雄核发育的研究》文中提出雄核发育(Androgenesis)是指后代的遗传物质完全来自父本的特殊的有性生殖方式。人工诱导雄核发育的原理是利用物理或化学方法等使卵子遗传失活,与正常精子受精,卵仅靠雄核发育成胚胎,而后通过抑制第一次卵裂使单倍体胚胎的染色体加倍发育成雄核二倍体个体。由于雄核发育后代的遗传物质完全来自父本,加倍后各基因位点均处于纯合状态,因而可以用于快速建立纯系,进行遗传分析。此外,雄核发育技术与精子冷藏技术相结合还可以成为物种保护的重要手段。γ射线、X射线和紫外线经常被用作失活卵子染色体的有效手段,其中紫外线更以其使用方便、安全廉价的优点被广泛应用。温度休克、静水压处理和化学药物诱导则是常见的加倍方法。在鱼类中,已有许多学者对失活卵子遗传物质和加倍雄核发育单倍体的有效措施进行了研究,并成功地诱导出雄核发育二倍体。然而人工诱导贝类雄核发育的研究在国内外还很少报道。本研究以栉孔扇贝(Chlamys farreri)和太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象,筛选出紫外线诱导雄核发育的适宜参数,并对诱导的受精细胞学过程进行了观察和探讨。 一、探讨了紫外线照射对栉孔扇贝和太平洋牡蛎卵子遗传失活的作用。用中心波长为254nm的不同紫外线剂量处理栉孔扇贝和太平洋牡蛎卵子,使其失去遗传活性,然后与正常精子授精,诱导雄核发育单倍体。受精率、D形幼虫发生率及染色体分布频率表明:在强度为2.8mW·cm~(-2)·s~(-1)的紫外线下分别照射20s和30s是获得栉孔扇贝和太平洋牡蛎雄核发育单倍体的适宜条件。研究发现受精率和D形幼虫发生率随照射时间的增加而下降,遗传失活的卵子与正常精子受精后其胚胎发育至D形幼虫前期停止。实验中各处理组均出现非整倍体。出现的原因可能由于紫外线照射剂量对卵子染色体遗传失活的作用程度不同以及光线对DNA的修复作用。 二、利用DAPI染色和荧光显微镜观察了栉孔扇贝、太平洋牡蛎正常卵子与雄核发育卵子在减数分裂、受精过程和卵裂早期中的核相变化。结果表明在两种贝类中,尽管紫外线照射并没有影响卵子的成熟分裂及雌性、雄性原核的形成,但使它们的发生过程滞后。在第1卵裂中期,雄核发育卵子中雌性原核并不像雄性原核一样形成染色体,而是形成1个浓缩的染色质小体(DCB)。第1卵裂后期,DCB不参与核分裂。第1卵裂结束时,DCB位于2个分裂球其中之一的细胞质内或在赤道板处被分割成 人工诱导贝类雄核发育的研究两部分。实验结果提供了栉孔扇贝和太平洋牡蝠雄核发育的细胞学证据。 叁、尝试了利用6一DMAP抑制第一卵裂以诱导栉孔扇贝雄核发育二倍体。结果表明尽管部分单倍体胚胎的染色体能够加倍,却很难获得雄核发育二倍体D形幼虫。相比较而言,当培养温度为19℃时,授精后80 min用浓度为60仁岁ml的6一DMAP处理受精卵巧min诱导效果较好。细胞学观察表明,6一DMAP阻止了纺锤体的形成和染色体的移动,导致一个融合的二倍性雄性原核的形成。

杨青[2]2006年在《四种双壳贝类单性发育的研究》文中提出海洋贝类单性发育包括人工雌核发育(artificial gynogenesis)和人工雄核发育(artificial androgenesis)。人工雌核发育是指通过利用物理、化学或生物方法使精子遗传失活,与正常卵子“受精”,而后通过抑制极体释放或第一卵裂使单倍体胚胎的染色体加倍从而发育成雌核二倍体个体。人工雄核发育,与人工雌核发育相反,首先是使卵子遗传失活,然后通过阻止第一卵裂使其恢复二倍性后,便得到具有存活能力的雄核发育二倍体胚胎。由于雌核发育的遗传物质完全来自母方、雄核发育的遗传物质完全来自父方,因而人工诱导单性发育不仅能够产生单性后代,还可用于快速建立纯系、判别性别决定机制、进行遗传分析以及濒危物种保护等,对于杂种优势利用、选择育种及育种基础理论的研究具有重要意义。本研究以具有重要经济价值的栉江珧(Atrina pectinata)、魁蚶(Scapharca broughtonii)、栉孔扇贝(Chlamys farreri)和虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)四种双壳贝类作为研究对象,筛选出遗传失活精子、卵子的适宜条件;通过对单性发育卵中核行为的观察,初步探讨了单性发育的形成机制;利用6-DMAP抑制第二极体释放成功诱导出雌核发育二倍体。一、对栉江珧的染色体数目及核型进行研究,确定了染色体数目为32,核型为8m+5sm+2st+1t,NF=29,为其细胞遗传、细胞分类、遗传育种等研究提供基础数据。二、研究了利用紫外线照射遗传失活栉江珧和魁蚶精子以诱导雌核发育,以及遗传失活虾夷扇贝和魁蚶卵子以诱导雄核发育。实验结果表明:在强度为2561μW/(cm2·s)的紫外线下照射40s和45s获得栉江珧和魁蚶雌核发育单倍体的适宜条件,在强度为1698μW/(cm2·s)的紫外线下照射50s和60s是获得虾夷扇贝和魁蚶雄核发育单倍体的适宜条件。研究发现卵裂率、早期胚胎存活率和D形幼虫发生率均随照射时间的增加而发生不同幅度的下降,遗传失活的精(卵)子与正常精(卵)子受精后其胚胎发育至D形幼虫前期停止。实验中各处理组均出现非整倍体,出现的原因可能由于紫外线照射剂量对卵子染色体遗传失活的作用程度不同以及光线对DNA的修复作用。在雌核发育组中均发现Hertwig效应,产生的原因可能是由于高辐射剂量能完全破坏精子的遗传物质,导致产生的单倍体胚胎比低剂量诱发出来的具有显性致死突变基因的非整倍体胚胎存活时间长。叁、利用4’, 6-二联脒-2-吲哚苯(DAPI)染色观察栉江珧正常卵子和雌核发育卵子,以及虾夷扇贝正常卵子和雄核发育卵子在减数分裂、受精过程和卵裂早期中的核相

潘英, 谢卫着, 夏朝林[3]2008年在《近江牡蛎雄核发育单倍体的人工诱导》文中研究指明利用紫外线诱导近江牡蛎(Crassostrea rivularis)单倍体,来用强度为1820μW/(cm2s)的紫外线(254nm)分别照射卵子0s、10s、20s、30s、40s、50s、60s、70s、80s和90s后,使之与正常精子进行授精实验。结果发现,照射50s的卵子能够保持较高的受精率(63.5%),该处理组的D形幼虫发生率为0,染色体检查结果显示此时单倍体率最高(50.4%),并出现"Hertwig"效应。由于有效地诱导雄核发育需要卵子遗传物质失活和保证较高的受精率,因此在强度为1820μW/(cm2s)的紫外线下照射50s是获得近江牡蛎雄核发育单倍体的最佳条件。研究还表明,受精率和D形幼虫发生率随照射时间的增加而下降,遗传失活的卵子与正常精子受精后其胚胎发育至D形幼虫前期停止。

袁媛, 李琪, 于瑞海[4]2003年在《人工诱导栉孔扇贝雄核发育早期的荧光显微镜观察》文中进行了进一步梳理利用荧光显微镜观察栉孔扇贝(Chlamysfarreri)正常卵子与雄核发育卵子在减数分裂、受精过程和卵裂早期中的核相变化。雄核发育单倍体是将强度为2.8mW/(cm2·s)的紫外线照射20s的卵子与正常精子受精后得到的。结果表明,尽管紫外线照射并没有影响卵子的成熟分裂及雌性、雄性原核的形成,但它们的发生过程滞后。在第1卵裂中期,雄核发育卵子中雌性原核并不像雄性原核一样形成染色体,而是形成1个浓缩的染色质小体(DCB)。第1卵裂后期,DCB不参与核分裂。第1卵裂结束时,DCB位于2个分裂球其中之一的细胞质内或在赤道板处被分割成两部分。实验结果首次提供了栉孔扇贝雄核发育的细胞学证据。

梁建光[5]2007年在《贻贝发育早期几种免疫防御相关酶的活性》文中认为海产贝类胚胎和幼虫在海水中发育,此时以血淋巴为基础的防御机制还未形成或刚开始发生,化学防御和分子保护系统是保证海产贝类早期发育阶段能够存活的重要的决定性因素。对影响海产贝类早期发育阶段存活因子特别是化学因子的深入了解,有助于我们在经济贝类人工育苗过程中采取措施预防病害的发生,提高贝苗成活率。本文采用组织化学和分光光度技术对贻贝(Mytilus edulis)卵、胚胎和早期幼虫酯酶(Esterase, EST)、过氧化物酶(Peroxidase, POD)、酸性磷酸酶(Acid phosphatase, ACP)和碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase, AKP)活性进行了定位和定量研究,以探讨贝类早期发育过程中的免疫防御机制。结果表明,EST、POD、ACP和AKP均存在于贻贝的卵母细胞、胚胎和幼虫中,但在各个发育时期的分布和含量不同。组织化学显示,从卵母细胞到D型面盘幼虫各个发育时期的胚胎和幼虫均呈EST强阳性和POD阳性;卵母细胞核区较大且颜色较浅;桑椹期开始不同细胞阳性的强弱出现差异;原肠胚、担轮幼虫和D型面盘幼虫细胞间阳性强弱的差异逐步增大。组织化学还显示从卵细胞到D型面盘幼虫各个时期都呈ACP和AKP阳性,卵细胞中阳性颗粒较大且分布比较均匀,受精卵中央着色较深,卵裂期核区呈强阳性且大分裂球内阳性颗粒较多,原肠胚和担轮幼虫外层细胞阳性较强,面盘幼虫外套膜边缘膜、内脏团和面盘基部呈强阳性。分光光度测定结果表明,α-醋酸酯酶活力,在卵母细胞最低,受精卵略有提高,卵裂期胚胎提高较大达到最高峰,囊胚、原肠胚和担轮幼虫又逐渐下降,D型面盘幼虫下降较大。α-丁酸酯酶活力,卵母细胞较高,受精卵略有提高达到最高峰,卵裂期胚胎到D型面盘幼虫各个时期逐渐下降,D型面盘幼虫最低。不依赖卤素POD活力,卵细胞最低,受精卵提高较大,囊胚期达到最高峰,原肠胚、担轮幼虫和D型面盘幼虫逐渐降低。依赖卤素POD活力与不依赖卤素POD活力的变化规律相似,但受精卵提高较小,而卵裂期提高较大。生化测定ACP和AKP活力,均是卵细胞最低,随着发育酶活力逐步提高,其中ACP活力在受精后和囊胚期明显提高,囊胚期达到最高峰,其后又略有下降;AKP活力在卵裂期、担轮幼虫和面盘幼虫提高较大,面盘幼虫期酶活力最高。EST、POD、ACP和AKP均部分来自母体,受精作用促进了酶的产生。EST、POD、ACP和AKP在贻贝的发育早期抵抗病原生物侵染方面可能发挥重要作用。

袁媛, 李琪, 于瑞海, 潘英[6]2004年在《紫外线诱导栉孔扇贝雄核发育的研究》文中认为研究了利用紫外线诱导栉孔扇贝雄核发育的条件。表明紫外线(254nm)对卵子染色质失活是有效的。在强度为2.8mW·cm-2·s 1的紫外线下照射20s的卵子与正常精子混合后能保持一定的受精率(60.2%),且D形幼虫发生率为0。染色体检查结果显示此时单倍体率最高(49.2%)。说明在强度为2.8mW·cm-2·s-1的紫外线下照射20s是获得雄核发育单倍体的适宜条件。研究发现受精率和D形幼虫发生率随照射时间的增加而下降,遗传失活的卵子与正常精子受精后其胚胎发育至D形幼虫前期停止。实验中各处理组均出现非整倍体。出现的原因可能由于紫外线照射剂量对卵子染色体遗传失活的作用程度不同以及DNA的光修复。

袁媛, 李琪, 于瑞海, 于红[7]2005年在《紫外线诱导太平洋牡蛎雄核发育的研究》文中研究指明为诱导太平洋牡蛎雄核发育单倍体 ,本文研究利用紫外线诱导太平洋牡蛎雄核发育的条件。结果表明 :在强度为2 .8mW·cm-2 ·s-1的紫外线 (2 5 4nm)下分别照射 0 ,10 ,15 ,2 0 ,2 5 ,3 0 ,3 5 ,40 ,5 0 ,60 ,70和 80s后 ,照射 3 0s的卵子能够保持较高的受精率 (73 .5 % ) ;该处理组的D形幼虫发生率为 0。染色体检查结果显示此时单倍体率最高 (4 7.8% )。证明在强度为2 .8mW·cm-2 ·s-1的紫外线下照射 3 0s是获得雄核发育单倍体的适宜条件。研究还表明受精率和D形幼虫发生率随照射时间的增加而下降 ,遗传失活的卵子与正常精子受精后其胚胎发育至D形幼虫前期停止。实验中各处理组均出现非整倍体。原因可能由于紫外线对卵子染色体遗传失活的作用程度不同以及光线对DNA的修复作用。

袁媛, 李琪, 于瑞海[8]2005年在《太平洋牡蛎雄核发育卵中核行为的细胞学观察》文中进行了进一步梳理利用荧光显微镜观察太平洋牡蛎正常卵子与雄核发育卵子在受精过程、减数分裂和卵裂早期中的核相变化。雄核发育单倍体是将强度为2.8mW.cm-2.s-1的紫外线照射30s的卵子与正常精子受精后得到的。结果表明,尽管紫外线照射并没有影响卵子的成熟分裂及雌性、雄性原核的形成,但使它们的发生过程滞后。在第1卵裂中期,雄核发育卵子中雌性原核并不像雄性原核一样形成染色体,而是形成1个浓缩的染色质小体(DCB)。第1卵裂后期,DCB不参与核分裂。第1卵裂结束时,DCB位于2个分裂球其中之一的细胞质内或在赤道板处被分割成2部分。实验结果首次提供了太平洋牡蛎雄核发育的细胞学证据。

高连勇, 刘英杰, 王玉梅[9]1992年在《水产动物性别控制研究和实践》文中进行了进一步梳理(上接1992年4期11页)1.5 人工雌核发育获得雌性群体雌核发育是卵子在没有精子遗传物质参与下的个体发育。使用异种精子或者将精子经理化处理使其遗传物质失活,它只起胚胎发育的激发作用,而不能参与其遗传物质。卵子则经理化处理保留第一或第二极体或抑制第一次卵裂,从而靠卵子自身的染色体组加倍而得以发育成正常的二倍体。迄今,该技术已在数十种鱼类和几种贝类、虾类获得成功。1.5.1 精子染色体的遗传失活自“Her-twig”效应以γ射线处理蛙卵的发现以来,相

袁媛, 李琪, 于瑞海[10]2006年在《栉孔扇贝雄核发育二倍体的人工诱导》文中研究表明研究了利用6-二甲基氨基嘌呤(60μg/mL;6-DMAP)抑制第1卵裂诱导栉孔扇贝[Chlamys farreri(Jones et Pre-ston)]雄核发育二倍体的条件。雄核发育单倍体是将强度为2.8 mW/(cm2.s)的紫外线照射20 s的卵子与正常精子受精后得到的。6-DMAP不仅可以有效地抑制减数分裂,还可以有效地抑制有丝分裂;抑制第1卵裂的适宜起始时间为受精后80 min,诱导率为21.0%~22.6%。细胞学观察显示,6-DMAP抑制第1卵裂产生的雄核发育二倍体主要来源于第1卵裂中期的受精卵,由于阻止了染色体分离和原核移动,导致一个融合的二倍性雌性原核的形成;经紫外线照射的卵核在第1卵裂中期没能形成染色体,而是形成1个浓缩的染色质小体,没有参与第1卵裂后期的核分裂。尽管倍化率和D形幼虫发生率较低,但本研究证实了栉孔扇贝雄核发育二倍体人工诱导的可行性。[中国水产科学,2006,13(4):585-590]

参考文献:

[1]. 人工诱导贝类雄核发育的研究[D]. 袁媛. 中国海洋大学. 2004

[2]. 四种双壳贝类单性发育的研究[D]. 杨青. 中国海洋大学. 2006

[3]. 近江牡蛎雄核发育单倍体的人工诱导[J]. 潘英, 谢卫着, 夏朝林. 中国水产科学. 2008

[4]. 人工诱导栉孔扇贝雄核发育早期的荧光显微镜观察[J]. 袁媛, 李琪, 于瑞海. 中国水产科学. 2003

[5]. 贻贝发育早期几种免疫防御相关酶的活性[D]. 梁建光. 山东师范大学. 2007

[6]. 紫外线诱导栉孔扇贝雄核发育的研究[J]. 袁媛, 李琪, 于瑞海, 潘英. 水产学报. 2004

[7]. 紫外线诱导太平洋牡蛎雄核发育的研究[J]. 袁媛, 李琪, 于瑞海, 于红. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2005

[8]. 太平洋牡蛎雄核发育卵中核行为的细胞学观察[J]. 袁媛, 李琪, 于瑞海. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2005

[9]. 水产动物性别控制研究和实践[J]. 高连勇, 刘英杰, 王玉梅. 河北渔业. 1992

[10]. 栉孔扇贝雄核发育二倍体的人工诱导[J]. 袁媛, 李琪, 于瑞海. 中国水产科学. 2006

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