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大菱鲆性別決定機(jī)制與染色體組工程育種技術(shù)的研究

發(fā)布時(shí)間:2017-10-14 14:21

  本文關(guān)鍵詞:大菱鲆性別決定機(jī)制與染色體組工程育種技術(shù)的研究


  更多相關(guān)文章: 大菱鲆 真鯛精子 性別決定 染色體組操作 雌核發(fā)育 四倍體


【摘要】:大菱鲆(Scophthalmus maximus)是世界性鲆鰈類養(yǎng)殖良種,養(yǎng)殖范圍遍及歐、美、亞洲十幾個(gè)沿海國(guó)家。中國(guó)是大菱鲆養(yǎng)殖大國(guó),年產(chǎn)量近6萬噸,占世界養(yǎng)殖總產(chǎn)量的80%以上,產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過50億元,是北方海水養(yǎng)殖支柱產(chǎn)業(yè),可以說,涉及大菱鲆苗種養(yǎng)殖性狀的微小提升都將對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到級(jí)聯(lián)促進(jìn)作用。染色體組工程育種技術(shù)是魚類遺傳育種和種質(zhì)改良的重要組成部分,也是研究魚類性別遺傳決定類型的最直接和有效的方法。本研究建立了大菱鲆減數(shù)分裂型、有絲分裂型雌核發(fā)育和四倍體誘導(dǎo)等染色體組操作技術(shù),明確了大菱鲆性腺分化關(guān)鍵時(shí)期及其性別遺傳決定機(jī)制,為大菱鲆全雌和三倍體苗種產(chǎn)業(yè)化培育奠定了基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:(1)大菱鲆減數(shù)分裂型雌核發(fā)育二倍體的誘導(dǎo)采用正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法優(yōu)化了真鯛冷凍精子誘導(dǎo)大菱鲆減數(shù)分裂型雌核發(fā)育的誘導(dǎo)條件。結(jié)果表明,真鯛精子是誘導(dǎo)大菱鲆卵子胚胎發(fā)育的理想刺激源,未經(jīng)紫外線照射處理的真鯛精子與大菱鲆卵子受精后形成的胚胎,無論是否經(jīng)過冷休克處理都不能孵化出膜;精液稀釋至1/20、厚度0.4mm,經(jīng)劑量為6480-7200 erg·mm-2紫外線照射處理后的真鯛精子與大菱鲆卵子受精后形成的胚胎,初孵仔魚表現(xiàn)出典型的單倍體綜合征;受精和孵化水溫為(14.5±0.5℃)時(shí),大菱鲆減數(shù)分裂型雌核發(fā)育單倍體的冷休克二倍體化的最佳處理起始時(shí)間、處理水溫和持續(xù)時(shí)間分別為受精后6.5 min、-2℃和45 min。至孵化后60口齡,雌核發(fā)育苗種的成活率為0.61%,僅相當(dāng)于其半同胞苗種的10%左右,60-180日齡兩者成活率的差異不顯著,均達(dá)90%以上;14月齡前,雌核發(fā)育苗種的全長(zhǎng)和體重都比半同胞普通苗種要低,至17月齡時(shí)其全長(zhǎng)和體重與半同胞對(duì)照一致,兩者無顯著性差異。(2)大菱鲆不同倍性胚胎發(fā)育時(shí)序和形態(tài)的比較研究對(duì)真鯛冷凍精液誘導(dǎo)的大菱鲆單倍體、減數(shù)分裂型雌核發(fā)育二倍體和雜交二倍體,以及同源精子誘導(dǎo)的大菱鲆三倍體和普通二倍體胚胎發(fā)育時(shí)序和形態(tài)進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明,在水溫14.5±0.5℃孵化條件下,三倍體和雌核發(fā)育二倍體胚胎發(fā)育速度一直較普通二倍體為慢,三倍體稍快于雌核發(fā)育二倍體;單倍體在囊胚期前胚胎發(fā)育速度最快,囊胚期后發(fā)育速度逐漸變慢,原腸期發(fā)育時(shí)間最長(zhǎng);雜交二倍體在尾芽期前胚胎發(fā)育速度一直比普通二倍體快,心跳期胚胎發(fā)育開始停止,胚胎死亡,不能正常孵出;除雜交二倍體外的各實(shí)驗(yàn)組至孵化出膜所需時(shí)間和孵化率分別為:普通二倍體109hl5min和83.4±3.02%,三倍體109h30min和44.6±2.40%,雌核發(fā)育二倍體112hl5min和42.4±3.54%,單倍體124h40min和4.5±1.91%。各組胚胎發(fā)育形態(tài)上的差別主要表現(xiàn)為雜交二倍體胚體細(xì)長(zhǎng),多數(shù)器官分化不全;單倍體胚胎胚體粗短、頭突大、脊柱彎曲明顯,表現(xiàn)出典型的單倍體綜合癥;雌核發(fā)育二倍體、三倍體與普通二倍體胚胎相比,形態(tài)上沒有明顯差別,但初孵仔魚畸形率顯著增高。(3)大菱鲆有絲分裂型雌核發(fā)育二倍體的誘導(dǎo)采用靜水壓法抑制第一次卵裂,對(duì)紫外線滅活的真鯛冷凍精子誘導(dǎo)大菱鲆有絲分裂型雌核發(fā)育的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在受精和孵化水溫為14.5±0.5℃時(shí),靜水壓法誘導(dǎo)大菱鲆有絲分裂型雌核發(fā)育二倍體的最佳處理起始時(shí)間、處理壓力和持續(xù)時(shí)間分別為受精后85-90 min、75 MPa和6 min。同一批次受精卵有絲分裂型雌核發(fā)育孵化率顯著低于減數(shù)分裂型雌核發(fā)育,胚胎畸形率顯著高于后者。規(guī)模化誘導(dǎo)的有絲分裂型雌核發(fā)育孵化率為1.34%,至40dph成活率為3.25%,40-60 dph成活率為51.08%,均顯著低于同期普通二倍體,60-150dph成活率為98.95%,與普通二倍體差異不顯著;150 dph時(shí),雌核發(fā)育二倍體體重(16.18±11.30 g)和全長(zhǎng)(9.18±2.03 cm)均顯著低于普通二倍體(33.02±6.23 g和12.24±0.77 cm);30尾雌核發(fā)育苗種在檢測(cè)的7個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)基因純合度為99.52%。(4)大菱鲆同源四倍體的誘導(dǎo)采用靜水壓法抑制第一次卵裂,對(duì)大菱鲆同源四倍體誘導(dǎo)條件進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在受精和孵化水溫為14.5±0.5℃時(shí),大菱鲆四倍體誘導(dǎo)的最佳起始時(shí)間和處理壓力分別為75-80 min和75 MPa。利用獲得的最佳誘導(dǎo)條件處理獲得了2批次四倍體群體,四倍體誘導(dǎo)組孵化率(16.54%和11.40%)顯著低于對(duì)照組(71.62%),畸形率(45.79%和64.10%)則顯著高于對(duì)照組(4.54%),60 dph前成活率(0.43%和0.16%)顯著低于對(duì)照組(18.95%),60-365 dph成活率(95.48%)則與對(duì)照組(95.43%)相當(dāng),NORs-Ag染法、染色體核型分析和血紅細(xì)胞體積測(cè)量法分別統(tǒng)計(jì)初孵仔魚期、150 dph和365 dph苗種四倍體率分別為46.67%、5%和4.95%。(5)溫度對(duì)大菱鲆性別分化的影響及其性別遺傳決定類型通過組織切片觀察性腺分化情況、統(tǒng)計(jì)分析高溫誘導(dǎo)性腺分化期稚魚以及雌核發(fā)育稚魚的性別比例,研究大菱鲆性腺分化起始時(shí)期、溫度對(duì)早期性別決定的影響和性別遺傳決定機(jī)制。結(jié)果表明,稚魚最小全長(zhǎng)37.43 mm(45 dph)時(shí),形成完整卵巢腔,標(biāo)志著卵巢分化的起始;全長(zhǎng)42.83 mm(55 dph)時(shí),形成輸精管,標(biāo)志著精巢分化的起始。平均全長(zhǎng)為12.30±1.45 mm(20 dph)20.05±1.24 mm(28 dph)稚魚,經(jīng)25℃高溫培育和誘導(dǎo),雄性比例分別為73.43±3.88%、74.40±6.36%,顯著偏離1:1的性比,高溫對(duì)初始平均全長(zhǎng)30 mm(40dph)的稚魚的性別分化無影響,性別比例未偏離1:1;谝(guī)模化雌核發(fā)育誘導(dǎo)稚魚、減數(shù)分裂型子代成熟雄魚與普通雌魚受精子代苗種性別比例,明確大菱鲆性別遺傳決定類型為雌性異配型(ZW♀/ZZ♂)。
【關(guān)鍵詞】:大菱鲆 真鯛精子 性別決定 染色體組操作 雌核發(fā)育 四倍體
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:S917.4
【目錄】:
  • 摘要5-8
  • Abstract8-16
  • 第一章 文獻(xiàn)綜述16-43
  • 第一節(jié) 海水魚類染色體組工程育種技術(shù)研究概述16-34
  • 1. 海水魚類雌核發(fā)育人工誘導(dǎo)技術(shù)研究進(jìn)展16-30
  • 1.1 魚類雌核發(fā)育誘導(dǎo)原理16-17
  • 1.2 海水魚類雌核發(fā)育人工誘導(dǎo)技術(shù)17-26
  • 1.3 海水魚類雌核發(fā)育與性別遺傳決定類型的鑒定26-30
  • 2. 海水魚類多倍體誘導(dǎo)技術(shù)研究進(jìn)展30-34
  • 2.1 魚類多倍體誘導(dǎo)原理和方法30-31
  • 2.2 魚類多倍體倍性鑒定方法及應(yīng)用31-32
  • 2.3 海水魚類多倍體育種研究進(jìn)展及其應(yīng)用前景32-34
  • 第二節(jié) 鲆鰈類性別決定機(jī)制及性別分化研究進(jìn)展34-40
  • 1. 鲆鰈類性別決定機(jī)制35-38
  • 1.1 鲆鰈類性別的遺傳決定機(jī)制35-36
  • 1.2 溫度對(duì)鲆鰈類性別決定的影響36
  • 1.3 自然種群分布緯度變化對(duì)鲆鰈類性別決定的影響36-37
  • 1.4 生長(zhǎng)速度對(duì)鲆鰈類性別決定的影響37-38
  • 2. 鲆鰈類性別決定機(jī)制研究展望38-40
  • 第三節(jié) 大菱鲆性別決定機(jī)制及染色體組操作技術(shù)研究進(jìn)展40-43
  • 第二章 大菱鲆減數(shù)分裂型雌核發(fā)育二倍體的誘導(dǎo)43-57
  • 1 材料和方法44-46
  • 1.1 大菱鲆卵和真鯛冷凍精子的來源44
  • 1.2 受精卵孵化、胚胎發(fā)育觀察及受精率、孵化率的統(tǒng)計(jì)44
  • 1.3 真鯛冷凍精子遺傳物質(zhì)失活處理的Hertwig效應(yīng)試驗(yàn)44-45
  • 1.4 大菱鲆減數(shù)分裂雌核發(fā)育冷休克誘導(dǎo)條件優(yōu)化45
  • 1.5 大菱鲆減數(shù)分裂雌核發(fā)育誘導(dǎo)效果及倍性檢驗(yàn)45
  • 1.6 大菱鲆雌核發(fā)育苗種的培育及養(yǎng)殖45-46
  • 1.7 數(shù)據(jù)處理46
  • 2 結(jié)果46-53
  • 2.1 真鯛冷凍精子遺傳物質(zhì)失活處理的Hertwig效應(yīng)46-47
  • 2.2 大菱鲆減數(shù)分裂雌核發(fā)育冷休克誘導(dǎo)條件的優(yōu)化47-48
  • 2.3 真鯛冷凍精子誘導(dǎo)大菱鲆減數(shù)分裂雌核發(fā)育的效果48-51
  • 2.4 大菱鲆減數(shù)分裂型雌核發(fā)育苗種的培育及養(yǎng)殖51-53
  • 3. 討論53-57
  • 第三章 大菱鲆不同倍性胚胎發(fā)育時(shí)序和形態(tài)的比較57-70
  • 1 材料和方法57-59
  • 1.1 大菱鲆卵和真鯛冷凍精子的來源57
  • 1.2 真鯛冷凍精液滅活處理57-58
  • 1.3 試驗(yàn)胚胎的獲得58
  • 1.4 試驗(yàn)胚胎發(fā)育觀察58
  • 1.5 試驗(yàn)胚胎倍性鑒定58-59
  • 2 結(jié)果59-67
  • 2.1 各試驗(yàn)組受精率、孵化率和初孵仔魚畸形率59-60
  • 2.2 各試驗(yàn)組大菱鲆的胚胎發(fā)育過程60-66
  • 2.3 初孵仔魚倍性鑒定66-67
  • 3 討論67-70
  • 第四章 大菱鲆有絲分裂型雌核發(fā)育二倍體的誘導(dǎo)70-87
  • 1 材料和方法71-74
  • 1.1 大菱鲆卵和真鯛冷凍精子的來源71
  • 1.2 真鯛冷凍精子遺傳物質(zhì)滅活的紫外線照射處理方法71
  • 1.3 人工受精、受精卵孵化、胚胎發(fā)育觀察方法71-72
  • 1.4 大菱鲆有絲分裂型雌核發(fā)育靜水壓誘導(dǎo)條件的建立72
  • 1.5 有絲分裂型雌核發(fā)育誘導(dǎo)條件的驗(yàn)證及其與減數(shù)分裂型雌核發(fā)育的比較72-73
  • 1.6 大菱鲆有絲分裂型雌核發(fā)育苗種的培育及養(yǎng)殖73-74
  • 1.7 數(shù)據(jù)處理74
  • 2 結(jié)果74-83
  • 2.1 靜水壓法誘導(dǎo)大菱鲆有絲分裂型雌核發(fā)育的實(shí)驗(yàn)參數(shù)74-77
  • 2.2 大菱鲆有絲分裂型和減數(shù)分裂型雌核發(fā)育誘導(dǎo)的比較研究77-80
  • 2.3 大菱鲆有絲分裂型雌核發(fā)育的規(guī)模化誘導(dǎo)80-83
  • 3 討論83-87
  • 第五章 大菱鲆同源四倍體的誘導(dǎo)87-100
  • 1 材料和方法88-91
  • 1.1 大菱鲆精、卵采集88
  • 1.2 受精卵孵化、胚胎發(fā)育觀察及受精率、孵化率的統(tǒng)計(jì)88-89
  • 1.3 大菱鲆四倍體靜水壓法誘導(dǎo)條件的建立及仔魚倍性鑒定89-90
  • 1.4 大菱鲆四倍體苗種的規(guī)模化誘導(dǎo)及培育90-91
  • 1.5 數(shù)據(jù)處理91
  • 2 結(jié)果91-96
  • 2.1 靜水壓法誘導(dǎo)大菱鲆四倍體的實(shí)驗(yàn)參數(shù)91-93
  • 2.2 大菱鲆四倍體的規(guī);T導(dǎo)93-96
  • 3 討論96-100
  • 第六章 溫度對(duì)大菱鲆性別分化的影響及其性別遺傳決定類型100-115
  • 1 材料和方法101-104
  • 1.1 大菱鲆性腺分化的組織學(xué)研究101-102
  • 1.2 溫度對(duì)大菱鲆性別分化的影響102-104
  • 1.3 大菱鲆雌核發(fā)育子代苗種的性別比例104
  • 1.4 數(shù)據(jù)分析104
  • 2 結(jié)果104-111
  • 2.1 大菱鲆性腺分化的組織學(xué)和細(xì)胞學(xué)結(jié)果104-107
  • 2.2 溫度對(duì)大菱鲆性別分化的影響107-110
  • 2.3 大菱鲆雌核發(fā)育子代苗種的性別比例110-111
  • 3 討論111-115
  • 結(jié)果115-116
  • 參考文獻(xiàn)116-138
  • 致謝138-139
  • 個(gè)人簡(jiǎn)歷139
  • 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文139-140

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8 記者 張麗華;去年全市大菱鲆產(chǎn)量8580噸[N];威海日?qǐng)?bào);2012年

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10 山東省萊州市水產(chǎn)局 穆俊山 李國(guó)江 馬家強(qiáng);如何配制大菱鲆飼料[N];中國(guó)海洋報(bào);2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孟振;大菱鲆性別決定機(jī)制與染色體組工程育種技術(shù)的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

2 邢孟欣;養(yǎng)殖大菱鲆腸道微生物多樣性及功能分析[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所);2013年

3 邢士超;大菱鲆基因克隆及真核表達(dá)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2009年

4 遲良;大菱鲆消化系統(tǒng)及相關(guān)蛋白酶發(fā)生發(fā)育的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所);2013年

5 黃智慧;大菱鲆耐高溫性狀選育及遺傳機(jī)理研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2014年

6 任秉新;大菱鲆(Scophthalmus maximus)肝細(xì)胞體外培養(yǎng)、紅體病虹彩病毒體外繁殖條件及病毒疫苗研制的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2009年

7 劉興旺;大菱鲆及半滑舌鰨蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)生理研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2010年

8 劉洋;大菱鲆(Scophthalmus maximus)5種趨化因子的克隆、鑒定及表達(dá)分析[D];中國(guó)海洋大學(xué);2007年

9 張凱凱;大菱鲆幼魚幾種功能性氨基酸營(yíng)養(yǎng)代謝的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2014年

10 佟雪紅;大菱鲆早期發(fā)育及其相關(guān)生理特性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱鵬飛;大菱鲆養(yǎng)殖環(huán)境細(xì)菌多樣性分析及水產(chǎn)病原菌基因芯片檢測(cè)體系的構(gòu)建[D];國(guó)家海洋局第一海洋研究所;2015年

2 田岳強(qiáng);大菱鲆選育世代遺傳多樣性分析及生長(zhǎng)性狀微衛(wèi)星標(biāo)記篩選[D];上海海洋大學(xué);2015年

3 王廣寧;大菱鲆微衛(wèi)星標(biāo)記的群體分析及遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建[D];上海海洋大學(xué);2015年

4 蔡勝昌;飼料中添加殼寡糖和低聚木糖對(duì)大菱鲆幼魚生長(zhǎng)性能、體組成、血液生化指標(biāo)及非特異性免疫的影響[D];上海海洋大學(xué);2015年

5 徐利永;大菱鲆低溫條件下生長(zhǎng)性能研究及生長(zhǎng)性狀遺傳力的估計(jì)[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

6 王W,

本文編號(hào):1031557


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