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鱼类杂交有着悠久的历史,为选育优良品种提供了更多的可能。目前,在淡水鱼的生产繁殖上,筛选杂交优势种成为了提高渔业产量和改良品质的重要手段之一。但在远缘杂交中,杂交后代的致死率较高,尤其是在孵化率较低的情况下。有研究表明,鱼类的孵化受孵化酶、胚体运动等因素的影响,鱼类受精后成形的卵壳会在胚胎发育的晚期阻碍胚体的出膜,这种现象在鱼类杂交后代中很常见,这可能是鱼类杂交后代致死率非常高的原因之一,而孵化酶和卵胶膜是决定鱼卵孵化的关键性物质。因此,鱼类杂交后代孵化酶和卵胶膜特性的研究为解释杂交鱼类高致死率的原因提供了新的方向。本论文中,以红鲫(CC)和斑马鱼(ZF)为亲本,分别进行正交和反交实验,并对红鲫和斑马鱼杂交后代的孵化酶与胶膜特性进行研究。结果如下:一、红鲫和斑马鱼的杂交研究:(1)受精率分析:红鲫自交受精率为88.22%;斑马鱼自交受精率为92.66%;正交组合斑马鱼(♀)X红鲫(♂)(ZC)受精率为93.30%;反交组合红鲫(♀)X斑马鱼(♂)(CZ)受精率为79.40%。(2)杂交组合的孵化率(17.83%)要低于自交组合的孵化率(96.53%),且正交组合的孵化率(35.67%)大于反交组合的孵化率(0%)。二、红鲫和斑马鱼杂交后代的孵化酶特性探究:(1)克隆得到红鲫以及红鲫与斑马鱼杂交后代的孵化酶cDNA序列,通过序列比对分析,杂交后代孵化酶基因与母本的相似率更高。(2)检测了在胚胎的不同阶段三种孵化酶基因(he1a,he1b和he2)的表达情况。在自交和杂交后代中,he1a和he1b都主要在原肠胚期之后表达。在ZF和ZC中,he1a和he1b在胚胎的肌分化期都高度表达,随后在孵化前表达量显著降低。在CC和CZ中,从原肠期到孵化前期,he1a和he1b基因的表达水平都在上升。he2基因只在ZF和ZC的视泡期到眼色素沉着期表达,在CC和CZ的胚胎时期没有明显的表达。(3)构建了插入红鲫孵化酶cDNA序列的p-HE-EGFP-N1质粒,通过将该质粒显微注射到红鲫一细胞期的受精卵来追踪孵化酶基因的表达。实验结果显示孵化酶基因表达开始于视泡期,主要分布在躯干和卵黄囊表面。三、红鲫和斑马鱼杂交后代的胶膜特性研究:(1)通过扫描电镜对ZF,CC及其杂交后代,在囊胚期、原肠胚期、视泡期、肌肉效应期、眼色素沉着期、体色素沉着期等6个时期进行胶膜形态结构观察。结果显示,杂交后代的胶膜在形态结构上与母本相似。(2)使用SDS-PAGE电泳技术分析自交和杂交后代在不同发育时期胶膜的蛋白组成,结果显示,在斑马鱼自交和斑鲫杂交后代(ZC)不同发育时期胶膜的蛋白成分高度相似;而鲫斑杂交后代(CZ)与红鲫自交胶膜的蛋白成分相比,蛋白种类明显减少。综上所述,我们进行了红鲫和斑马鱼自交和正反交实验,发现斑鲫杂交后代能孵化出膜,而鲫斑杂交后代不能孵化出膜。通过从分子水平对红鲫、斑马鱼及其杂交后代孵化酶特性展开研究;并运用扫描电镜对杂种及其亲本不同发育时期的胶膜形态进行观察;还使用SDS—PAGE电泳技术对杂种及其亲本不同发育时期卵膜的蛋白质进一步分析。结果显示,斑马鱼与红鲫杂交后代孵化酶基因和胶膜结构与母本相似,但是,鲫斑杂交后代胶膜的蛋白成分与其母本有较大的差别,这可能就是其不能孵化出膜的原因。相关的研究成果将对为深入研究鱼孵化酶的生物学特性和生理功能等奠定了一定的理论基础,并为进一步建立远缘杂交育种策略提供了依据。