远缘杂交导致不同倍性鱼的形成精选.pdfVIP

中国科学: 生命科学 2010 年 第40 卷 第2 期: 104 ~ 114 SCIENTIA SINICA Vitae SCIENCE CHINA PRESS 专 题 远缘杂交导致不同倍性鱼的形成 刘少军 湖南师范大学生命科学学院, 教育部蛋白质化学与鱼类发育生物学重点实验室, 长沙 410081 E-mail: lsj@ 收稿日期: 2009-10-09; 接受日期: 2009-10-30 国家杰出青年科学基金(批准号: 、国家自然科学基金重点项目(批准号: 、国家重点基础研究发展计划(批准号: 2007CB109200)和湖南省芙蓉学者特聘教授基金项目资助 摘要 远缘杂交可以使基因组从一个物种转移到另一个物种中, 从而导致杂交后代的表现型和 关键词 基因型都发生改变. 本文描述了在红鲫(♀)与鲤鱼(♂) 的远缘杂交后代中, 形成了F3~F18两性可育异 远缘杂交 遗传变异 源四倍体鲫鲤群体(4n=200, 简称为4nAT). 4nAT 的雌、雄个体分别产生的二倍体卵子和二倍体精 雌核发育 子, 经过雌核发育和雄核发育, 在没有染色体加倍处理情况下, 分别发育成雌核发育二倍体后代 雄核发育 和雄核发育二倍体后代. 其中雌核发育体系衍生出具有遗传变异的改良四倍体鲫鲤和改良二倍体 多倍体鱼 鱼, 二倍体杂交鱼产生不减数的配子的现象与减数分裂前核内复制或者核内有丝分裂或者生殖细 生物进化 胞融合有关. 用雄性 4nAT 与雌性二倍体鱼进行倍间交配大规模制备了不育三倍体鱼. 在红鲫(♀) 遗传育种 与团头鲂(♂) 的远缘杂交后代中, 成功地获得两性可育的天然雌核发育红鲫(2n=100), 不育的三倍 体鲫鲂(3n=124) 以及两性可育的四倍体鲫鲂(4n=148), 此外, 还制备了两种五倍体鲫鲂(5n=172; 5n=198). 该文在细胞和分子水平上对不同倍性鱼的生物学特点和形成机制进行了比较, 揭示了远 缘杂交或者将远缘杂交与雌核发育和雄核发育相结合的方法在具有遗传变异的不同倍性鱼的形成 中发挥着积极作用, 这在生物进化和鱼类遗传育种方面都具有重要意义. 在动物和植物中, 越来越多的例子已经证实了 四倍体后代, 还可导致因微小染色体的形成而造成 [1] 杂交有利于物种的形成和辐射演化 . 目前已有 亚染色体组水平上改变的天然雌核发育二倍体后代. 28000 多种鱼类被认定, 其数目超过了所有其他脊椎 而这些不同鱼类的形成往往依赖于亲本的遗传关系, 动物种群数量的总和[2]. Ohno[3]认为, 在脊椎动物的 包括染色体数目的相似性等. 在表现型方面, 远缘杂 进化过程中发生了两轮四倍化. 但是该理论一直缺 交能整合双亲的优点, 从而使得杂交后代在外形、生 乏直接的四倍化事件予以支持. 鱼类远缘杂交是两 长速度、存活率以及抗病能力等方面均表现出杂种优 种不同鱼类之间的杂交, 它们可以是属于不同的种、 势. 虽然已有一些有关鱼类远缘杂交实验的报道[4,5], 不同的亚科、不同的科甚至不同的目之间的鱼类杂交. 但是以前的研究没有聚焦于鱼类远缘杂交与不同倍 远缘杂交能将一套基因组从一个物种转移到另一个 性鱼类形成的关系. 物种. 因此这种方法能有效的改