鲫鱼是我国深受欢迎的淡水鱼类之一,由于其具有肉质鲜嫩、大小适中的特点,长期以来存在供不应求的情况。杂交是一种有效地育种技术且已作为常规技术被应用于鱼类繁殖育种中。本研究中,我们以日本白鲫作为母本、红鲫作为父本进行杂交,建立了合方鲫品系(F1-F4),并对合方鲫品系的遗传特性及其生物学特性展开了全面的研究。具体研究结果如下:1.利用日本白鲫(♀,WCC,2n=100)与红鲫(♂,RCC,2n=100)杂交建了合方鲫品系(F1-F4)。发现合方鲫F1-F4的外形特征无显著性差异,保持着较高的稳定性。通过染色体数目与血细胞DNA含量分析,确定了合方鲫F1-F4均为染色体数目为100的二倍体杂交鱼。通过对性腺组织学切片观察以及繁殖力的统计,发现一龄的合方鲫F1-F4的卵巢中均可观察到Ⅳ时相卵母细胞,且精巢的精细小管内充满了成熟的精子,F1-F4代一龄的合方鲫均能够产生成熟的配子,与亲本一样都为一年性成熟。另外,合方鲫F1-F3一直保持着较高的受精率(90.2%-91.3%)和孵化率(81.5%-82.7%)。在分子遗传方面,合方鲫F1-F4的5S rDNA在继承了亲本基因特征的同时也出现了自身的变异,而且这种变异能够稳定的在子代中遗传。在体色方面,合方鲫F1-F4的体色均为青灰色,不同于父母本的银白色与红色,展现出了杂交特性。在应用方面,以合方鲫品系为基础,我们用雌性合方鲫(F1)与雄性日本白鲫回交获得了另一种优良鲫鱼-合方鲫2号;用雌性合方鲫(F1)与异源四倍体鲫鲤杂交获得了一种新型三倍鲫鱼-三倍体合方鲫。2.采用生化分析手段对合方鲫及其亲本的肌肉营养成分进行了比较研究。结果显示,合方鲫肌肉中水分含量为71.00%,显著低于其亲本的水分含量(日本白鲫:75.60%,红鲫:75.50%)。合方鲫的蛋白质含量为17.70%,高于红鲫的蛋白质含量(17.00%),且显著高于日本白鲫的蛋白质含量(14.80%)。在15种检测的氨基酸含量中,合方鲫的氨基酸总量(15.87%)、必需氨基酸总含量(EAA)(6.55%)均高于红鲫的氨基酸总量(15.52%)和必需氨基酸总含量(6.46%),且显著高于日本白鲫的氨基酸总量(13.13%)和必需氨基酸总含量(5.27%)。值得一提的是合方鲫的呈味氨基酸总含量高达6.26%,高于红鲫的呈味氨基酸总含量(6.07%),且显著高于日本白鲫的呈味氨基酸总含量(5.29%)。3.在同样养殖条件下,一龄合方鲫成鱼平均体重可达335 g以上,与母本日本白鲫(319 g)生长速度较为接近,且显著快于父本红鲫(265 g)(p<0.05)。通过对合方鲫及其父母本的GH/IGF轴相关基因的表达情况分析,结果表明相关基因在合方鲫中的表达量均明显高于父本红鲫(p<0.05);略高于母本日本白鲫,无显著性差异。从而在分子水平上证明了合方鲫继承了母本生长速度快的优势。4.对合方鲫及其亲本的线粒体基因组进行了全长测序。合方鲫的线粒体全长为16580 bp,与亲本的长度一致。利用相关生物学软件分析,我们对合方鲫线粒体的分子结构、基因排列和基因注释进行了研究。结果表明,合方鲫线粒体基因组遵循了母系遗传的特征,与母本日本白鲫的相似度(99.22%)高于与父本红鲫的相似度(98.63%)。5.通过高通量测序的方法,我们对合方鲫F1、合方鲫F2、日本白鲫以及红鲫的肝脏组织进行了转录组测序。通过分析比较四种鱼肝脏转录组中的直系同源基因,结果发现在合方鲫F1及F2代中存在大量的嵌合基因(19.04%,4.17%)与突变基因(6.90%,5.05%)。根据杂交后代嵌合基因及突变基因的来源,我们把这些嵌合基因划分为三大类8小类。通过PCR的方法,我们将随机挑选的23个嵌合基因与突变基因在DNA水平上进行Sanger测序验证,结果发现有17个基因的Sanger测序结果与转录组分析的结果保持一致。另外,我们通过KEGG分析以及GO功能注释探究了这些嵌合基因的功能及涉及到的信号通路。结果表明,大量的嵌合基因及突变基因被富集到与代谢、免疫以及发育等功能和信号通路中。6.我们在鲫鱼的基因工程育种上也进行了一些研究。利用基因敲除的方法,不仅可以研究相关基因的功能,还可以对鲫鱼进行遗传改良。为了探究基因敲除技术在杂交鱼中的应用,我们利用CRISPR-Cas9基因编辑技术对合方鲫与日本白鲫中的酪氨酸酶(Tyrosinase)基因进行了敲除研究。结果发现,由于不同的突变效率(60%-90%)导致了敲除后的合方鲫与日本白鲫的体色出现了不同程度的黑色素减退现象;同时,我们在RNA水平及蛋白水平进行了相关验证,证明我们成功的对tyr基因实现了敲除。另外,我们对日本白鲫突变体中的其他重要的色素调控基因的表达量变化进行了定量分析。结果发现,所有检测基因的表达量均呈下调趋势。该研究证明了 CRISPR-Cas9基因编辑技术能够有效的对杂交经济鱼的基因组进行编辑,为经济鱼类的遗传改良提供了研究手段;同时研究中获得的酪氨酸基因敲除突变体也为探索鱼类的体色形成机制和调控提供了良好的材料。