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本研究对马氏珠母贝(♀)×黑珠母贝(♂)以及马氏珠母贝(♀)×斑珠母贝(♂)单对杂交的受精过程与亲本的受精过程进行了比较,并且将杂交子代与亲本的核型和核基因进行了分析比较,发现了在珍珠贝杂交过程中产生的特殊细胞及分子遗传学现象,并提出了相应的理论。
1、对马氏珠母贝与黑珠母贝、马氏珠母贝与斑珠母贝等亲贝,采用人工受精的方法进行了杂交试验,详细观察了马氏珠母贝(♀)×黑珠母贝(♂)、马氏珠母贝(♀)×斑珠母贝(♂)的杂交子代及亲本的的胚胎发育过程,亲本及杂交子代均经过了受精卵期、极体期、2细胞期、4细胞期、16细胞期、桑葚期、囊胚期、担轮幼虫期等时期,其中杂交子代还观察到了D形幼虫期。每种贝发育的时间有差异,在水温为25℃,盐度为3.3％的条件下,马氏珠母贝自交组从精卵受精到发育成担轮幼虫,经过了5.0h,黑珠母贝在同样条件下,经过5.9h,斑珠母贝为6.0h,两种杂交子代则都经过6.3h才发育至担轮幼虫期。
2、分别对马氏珠母贝(♀)×黑珠母贝(♂)和马氏珠母贝(♀)×斑珠母贝(♂)两个杂交组合的杂交幼虫及其亲本的染色体核型进行了分析,研究结果表明,马氏珠母贝、黑珠母贝、斑珠母贝及两种杂交子代均有2n=28条染色体,其中,马氏珠母贝的核型公式为2n=16m4-6sm+4st+2t,染色体臂数NF=54;黑珠母贝核型公式为2n=4m+4sm+20t,NF=36;斑珠母贝核型2n=28t,NF=28;马氏珠母贝(♀)×黑珠母贝(♂)杂交子代核型为2n=10m+4sm+4st+10t,NF=46;马氏珠母贝(♀)×斑珠母贝(♂)杂交子代核型公式2n=Sm+4sm+2st+14t,NF=42。两个杂交子代的核型与预期值有些偏差,推测其原因可能是染色体突变、染色体替换及核质不相容等因素造成。
3、实验还利用28S基因、94号管家基因以及5.8S和28S之间的间隔区ITS2序列分别对两组试验的亲本和子代进行了分析比较。
利用这三种序列对马氏珠母贝(♀)×黑珠母贝(♂)的杂交子代以及其亲本进行分析发现,马氏珠母贝、黑珠母贝和其杂交子代,种群内个体之间变异很小,突变位点较少。用28S比对得出两亲本的遗传距离在0.024-0.031之间,而马氏珠母贝与杂交子代的遗传距离在0.008-0.011范围内,黑珠母贝与杂交子代的遗传距离为0.023-0.026;比较马氏珠母贝与黑珠母贝ITS2序列,计算得出二者遗传距离在0.538-0.616之间,而父本黑珠母贝与杂交子代的遗传距离为0.011-0.013,母本马氏珠母贝与杂交子代的遗传距离为0.536-0.610;用94号核基因比对,得出的结果也与28S的比对结果一致。从数据看出,三个序列的比对结果,均是两亲本与子代的遗传距离更近,亲本之间的遗传距离更远,而用核基因比对结果是母贝马氏珠母贝与子代亲缘关系更接近,用ITS2区则显示父本黑珠母贝与子代亲缘关系更近。推测可能是子代核基因随着母本提供的胞质而趋同进化,间隔区则没有此现象。
对马氏珠母贝(♀)×斑珠母贝(♂)杂交子代及其亲本利用3种序列进行分析,三种珍珠贝种内个体之间变异小,种群之间的变异,在对28S基因比较后,计算得出两者的遗传距离在0.042-0.047之间,而马氏珠母贝与杂交子代的遗传距离在0.007-0.009范围内,斑珠母贝与杂交子代的遗传距离为0.038-0.044;用94号核基因比对,得出的结果也与28S的比对结果一致;比较马氏珠母贝与斑珠母贝ITS2序列,计算得出二者遗传距离在0.486-0.546之间,而父本斑珠母贝与杂交子代的遗传距离为0.007-0.018,母本马氏珠母贝与杂交子代的遗传距离为0.359-0.457。两种亲本的遗传距离都与子代更接近,而作为母本的马氏珠母贝和作为父本的斑珠母贝之间,亲缘关系较远。而用核基因比对结果是母贝马氏珠母贝与子代亲缘关系更接近,用ITS2则显示父本斑珠母贝与子代亲缘关系更近。
4、尝试将马氏珠母贝与珠母贝和大珠母贝进行杂交,在亲本性腺饱满情况下,对马氏珠母贝和珠母贝进行杂交,采用人工催产和人工受精两种方法,且多次重复,自交对照组在每次实验中都能成功受精,而杂交组的精子并不与卵受精。可以推断,马氏珠母贝和珠母贝是不能成功杂交受精的。将马氏珠母贝、黑珠母贝、斑珠母贝、杂交子代AB、AC、珠母贝以及大珠母贝这7种贝的ITS2部分序列进行比对并测算其遗传距离,发现马氏珠母贝与黑珠母贝和斑珠母贝的遗传距离较近,而与珠母贝和大珠母贝亲缘关系较远,推测这可能是马氏珠母贝与珠母贝和大珠母贝杂交不成功的内在原因。