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第七章 动物染色体工程 （Chromosome Engineering） 7 动物染色体工程 染色体工程：按设计、有计划地消减、添加或代换同种与异种染色体以及染色体内部部分遗传操作的技术。 可用于：遗传等基础研究、多倍体育种、人工诱导雌雄核发育、性别控制等。 7.1 人工诱导多倍体 多倍体：？植物多、动物少。 多倍体的优点：生长快、成活率高、抗病能力强、经济效益高等。 如美洲角蛙（4n）、银鲫（天然3n）。 20世纪30年代以来，陆续人工诱导成功多倍体动物。现今已成为低等经济动物育种的主要技术，且社会和经济效益明显。 7.1.1 人工诱导多倍体动物的方法 原理： 染色体加倍——多倍体； 3n——抑制受精卵第二极体放出； 4n ——抑制第一次卵裂。 （受精？极体？卵子？卵裂？） 7.1.1 人工诱导多倍体动物的方法 1、生物学方法：杂交（特别是种间杂交，第二极体不排出）产生异源多倍体。 雌草鱼（2n=48）× 雄三角鲂——3n杂种（3n=72）； 异育银鲫与兴国红鲤杂种——受精卵融合——复合四倍体。 7.1.1 人工诱导多倍体动物的方法 （2）水静压法： 65㎏/㎝2，3~5min，抑制第二极体排出或第一次卵裂。 优点：成功率高（95~100%）、处理时间短、受精卵损伤小、成活率高。 缺点：设备成本高。 7.1.1 人工诱导多倍体动物的方法 3、化学方法： 细胞松弛素B、秋水仙素类——4n； 麻醉剂（N2O、CHClF2、PEG）——3n。 缺点：化学品价贵、有毒性、发育成没价值的嵌合体、推广难。 7.1.2 多倍体倍性鉴定 各处理后：有多倍体、二倍体、嵌合体。 直接和间接鉴定染色体倍性。 1、核体积测量：多倍体核大于二倍体核。如鱼类红细胞核2n : 3n : 4n = 1 : 1.5 : 1.74。 2、蛋白质电泳：有差异，但要慎用。 3、生化分析：如关东银鲫的3n：红细胞少、大，血红蛋白高，丙酮酸激酶高。 染色体计数：直接但费时。 7.1.2 多倍体倍性鉴定 5、DNA含量测定：流式细胞仪——测定单细胞DNA含量、显微光密度测定DNA——组织切片。 7.1.3 多倍体动物的应用 1、生活和生长能力： 低等动物种间杂种生长快，但成活率低。 人工诱导的3n种间杂种多数成活率高，生长快。 2、性腺发育与应用： 3n不育，能耗下降，避免繁殖、肉质下降、上市延迟，价格好，生长不停滞、不死亡、养殖成本下降，经济效益高。（4n与2n杂交获3n） 3、其他经济形状：多倍体肉质美、耐低氧、抗病强、对光和声感觉迟钝。 7.2 人工诱导雌、雄核发育 7.2.1 人工诱导雌核发育（gynogenesis）： 雌核发育：核失活或消失的精子与正常卵子受精，胚胎发育仅由母体基因（卵子）控制个体发育现象。可自然发生和人工诱导。 1、精子遗传物质的失活： （1）辐射： r射线（60Co、173Cs、） X射线：穿通力强、处理大体积的精子；染色体断裂；精子存活有影响；少量精子染色体片段可能有作用。 7.2.1 人工诱导雌核发育 紫外线：穿透力低，但安全；胸腺嘧啶二聚化，可见光下可修补复活，处理效果不很好。 （2）化学物质： 甲苯胺蓝、乙烯尿素、二甲基硫酸等。 （3）显微手术：除去受精卵的雄原核。 7.2.1 人工诱导雌核发育 2、二倍体化： （1）温度和压力：第二极体、卵裂。 （2）化学制剂：？ 3、雌核发育的意义： （1）产生单性种群：同型雌配子的品种：全为雌性（XX）后代；异型雌配子的品种（x或y）：后代为雌性（xx）或雄性（yy）。 （2）同源型二倍体克隆： 选择育种；基础生物学研究。 7.2.2 人工诱导雄核发育 雄核发育（androgenesis）：？ 二倍体雄核生殖的个体生存率很低：精子基因的纯合性、卵子的损伤、阻止第一次卵裂的损伤。 意义：遗传学基础理论、育种应用、核质杂种、性别控制（yy雄性） 7.3 动物的性别控制 意义：畜牧业、家禽、水产、蚕丝等。 畜牧业：母畜经济价值高。奶牛、奶羊、母鸡等；雄性肉牛、绵羊、猪生长快，肉质美，价值高。 7.3.1 动物的性别决定 1、遗传决定 雄性异配子型： XO、XY 雌性异配子型：ZO（昆虫）、ZW（鸟） 雌性单倍性型：孤雌生殖（1n）——雄体，受精（2n）——雌体。膜翅目：蜜蜂、马蜂、蚂蚁。 2、环境决定：无性染色体，雌雄同体分化出两种性器官。位置、内环境决定。 外环竟决定：蛙：雌体为xx，雄体为xy。蝌蚪在20℃时，雌雄各半；30 ℃时全为雄体。 7.3.2 动物性别控制的途径与方法 1、分离X、Y精子：直接、经济。 （1）X、Y精子的差异：X精子的 DNA含量多；X精子的头部较大；X精子重密度大； X精子膜负电荷较多；Y精子速度快；Y精子上有特异DNA。 （2