第10章动物染色体工程概念.pptVIP

第10章 动物染色体工程 染色体工程(chromosome engineering)是按照人们的需要对生物的染色体进行操作, 添加、削弱或替代染色体，从而达到定向育种或创造人工新物种的目的。 骡 子 母马和公驴的后代 为什么骡子不能繁殖后代？ 马的染色体数是64条，驴的染色体数是62条，马的卵子染色体数是32条，驴的精子染色体数是31条，通过精卵结合发育成的新个体——骡子的染色体数是63条。 骡子的染色体联绘紊乱因此骡子的生殖细胞不能分化发育成完整的个体。 生育的概率极低 骡子性成熟以后，再形成精子或卵子时，每条染色体都没有相对应的同源染色体进行配对，这样每一条染色体分到哪个配子里是随机的，在这些配子中，只有配子里的染色体完全来自于马的，或来自于驴的，这样的配子才有生育能力。 狮虎兽（liger） 雄狮和雌虎交配产生的后代。狮虎兽的体型比狮或虎都要大，又同时具备两者之间的外貌特征；狮子与老虎相恋、怀孕的概率极低，即使在人工饲养的环境下，虎、狮受孕的机会也仅为1％至2％。幼兽由于先天不足等原因，成活率仅为五十万分之一左右。据资料显示，目前世界上存活的狮虎兽只有20只左右。 狮虎兽（liger） 动物染色体工程 染色体倍性改造 结构改造 人工染色体的利用 10.1 动物染色体倍性改造 定义：染色体倍性改造工程是指有目的、有计划地增加或减少一组或几组同源或异源染色体，以创造动植物新品种的一项染色体工程技术。 主要包括多倍体育种和单倍体育种。 10.1.1 动物的多倍体育种 多倍体（polyploidy）:是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 多倍体产生机制：通过卵细胞第二极体的保留或受精卵早期有丝分裂的抑制而实现 10.1.1 动物的多倍体育种 1．染色体加倍技术(人工诱导) （1）化学诱导法 秋水仙素：能抑制和破坏纺锤丝的形成，可使染色体正常复制而细胞不发生分裂，从而形成同源多倍体细胞。 细胞松弛素B：是动物多倍体诱导剂，通过抑制动物的肌动蛋白聚合成微丝，阻止细胞质的分裂。 （2）物理学方法 1）温度休克法 2）水静压法 (3）生物学方法 2．多倍体的倍性鉴定 （1）直接法 1）染色体计数：是鉴定多倍体的一个准确的直接方法，但比较费时。 2）DNA含量测定：细胞DNA含量测定是倍性鉴定的另一个有效的直接方法。 （2）间接法 1）体积测量 2）蛋白质电泳 3）生化分析 三倍体 triploid 人工诱导三倍体的方法 直接途径，即用物理或化学的方法对受精卵进行处理，阻碍第二极体外排。 间接途径，即首先诱导获得四倍体，待四倍体个体性成熟后再与二倍体个体自然交配，获得三倍体。 鱼类三倍体育种的意义 三倍体是非偶数染色体组，故阻碍了生殖细胞正常的减数分裂，结果导致性腺不能发育。不育的三倍体经济鱼类因为没有性成熟阶段性腺发育的能量损耗，所以有以下优点： 避免了性腺发育阶段和产卵季节鱼肉质量下降并延长了上市时间 避免了性腺发育阶段的生长停滞和死亡率增加 缩短了养殖周期，减少了养殖成本并可养成大型个体 利用三倍体鱼类不育性的优点，人们可以达到这样的目的： ① 获得生长速度较快的三倍体品种，提高鱼类养殖的经济效益 ② 控制养殖鱼类的过度繁殖和防止对天然资源的干扰 湘云鲫由湖南师范大学生命科学学院刘筠院士培育 Triploid Grass Carp三倍体草鱼 3．动物多倍体育种的意义 1）多数具有良好的生长率 2）低等动物的种间杂交优势非常明显 3）巨大性 4）育性低(四倍体可育) 10.1.2 动物的单倍体育种 1．人工单性生殖 （1）雌核发育gynogenesis [d?in?d?enisis] （2）雄核发育androgenesis [?ndr?d?enisis] 10.1.2 动物的单倍体育种 1．人工单性生殖 雌核发育：指精子虽然能正常地钻入卵子中并激活卵子，但精子的细胞核并未参与卵球的发育，胚胎的发育仅在母体遗传物质的控制下进行。 定义：经遗传失活的动物精子刺激而使卵子发育为正常的二倍体动物。 Haploid embryos are generated by mock-fertilizing eggs with UV-irradiated sperm (which cannot contribute genetically), and can survive a few days. Haploids can be rescued by suppressing formation of the polar body with pressure treatment shortly after fertilization. 朱??洗 细胞