在大多数的真核生物中,线粒体均遵循母系遗传的方式。然而种间杂交得到的后代往往存在着父系线粒体DNA消除延迟的现象,甚至还有父系线粒体DNA渗漏的现象。在哺乳动物中,线粒体DNA的异质性会导致出现其行为异常或患病的现象;在线虫中,也有关于父系线粒体DNA延迟消除导致胚胎的致死率高的相关报道。因此,线粒体的同质性对于生物的正常发育是非常必要的。近年来,黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)雌鱼与瓦氏黄颡鱼(Pelteobaggrus vachelli)雄鱼交配后得到的杂交黄颡鱼得到养殖者的喜爱。然而与黄颡鱼相比,我们在杂交黄颡鱼的后代中观察到较高比例的畸形胚胎和鱼苗。因此,我们猜测杂交黄颡鱼畸形率高可能与种间杂交得到的后代中父系线粒体DNA延迟消除有一定的关联。在这项研究中,我们系统地研究了黄颡鱼和杂交黄颡鱼中父系线粒体DNA的消除过程。首先,我们通过非连续的Percoll密度梯度离心法分离成熟精子,然后利用绝对定量的方法计算精液和成熟精子中线粒体DNA的拷贝数。结果表明,无论是在黄颡鱼中,还是在瓦氏黄颡鱼中,成熟精子中线粒体DNA的拷贝数均显著低于精液中线粒体DNA的拷贝数。接下来,我们通过寻找黄颡鱼和杂交黄颡鱼亲本间存在的差异位点,利用直接测序法检测出黄颡鱼父系线粒体DNA在受精卵阶段就已消除,而杂交黄颡鱼的父系线粒体DNA则一直存在到原肠胚期,随后我们又用酶切的方法进一步验证了这一结果。这就表明,与黄颡鱼相比,杂交黄颡鱼在胚胎发育过程中确实存在父系线粒体DNA延迟消除的现象。虽然目前关于父系线粒体DNA延迟消除的机制并不是很确切,但是也有一些已经被认可的原因,分别是自噬、泛素蛋白酶体系统、特定的核酸酶依赖系统。我们尝试用雷帕霉素处理杂交黄颡鱼的胚胎,观察其是否可以改善杂交黄颡鱼畸形率高的现象。实验表明,雷帕霉素不能改善杂交黄颡鱼畸形率高的现象。我们猜测这可能是由于诱导自噬的途径有多种,而雷帕霉素是mTOR抑制剂,它仅是通过抑制MTORC1活性来促进自噬体的形成。也有可能是杂交黄颡鱼主要通过泛素蛋白酶体系统、特定的核酸酶依赖系统或者自噬与泛素蛋白酶体系统的协同作用来清除父系线粒体DNA。综上所述,我们的实验证明杂交黄颡鱼父系线粒体DNA存在延迟消除的现象,这为研究杂交黄颡鱼胚胎发育异常的研究提供了一个可能的研究思路。