第五章 染色体工程.pptVIP

第五章 染色体工程 染色体变异 染色体结构变异 易位 缺失 倒位 重复 染色体数目变异 染色体工程：是人们按照一定的设计，有计划地消减、添加或代换同种或异种染色体的技术。从而达到定向改变遗传性质和选育新品种的目的。 内容：单倍体育种 多倍体育种 雌、雄核的发育（性别控制） 染色体显微操作技术 染色体微克隆 染色体转移技术 6.1 诱导多倍体 人工诱导多倍体意义：一般的讲，多倍体动物生长速度快，成活率高及抗病能力强，可以通过人工诱导多倍体，改善动物的经济性状。 人工诱导多倍体动物的研究首先在两栖类中获得成功。 6.1.1 人工诱导多倍体的方法 多倍体是由于细胞内染色体加倍而形成的，即通过抑制受精卵第二极体的放出产生三倍体或抑制第一次卵裂产生四倍体。目前广泛应用的诱导方法有生物学、物理学和化学方法。 1、生物学方法 生物学方法主要是通过杂交方法尤其是种间杂交获得异源多倍体。种间杂交会导致第二极体不排出，从而导致多倍体的产生。 2、物理学方法 （1）温度休克法：包括冷休克法（0~5℃）和热休克法（30℃）两种，即用略高于或略低于致死温度的冷或热休克来诱导三倍体或四倍体的方法。 使用温度休克法诱导多倍体的关键是能否成功地阻止第二次成熟分裂或第二极体的排出。 协调三个因素：即温度处理的开始时间（TA）、处理持续时间（D）和处理温度（T）。 不同动物甚至同一动物在不同实验室及卵的成熟程度使最佳诱导条件是不同的，所以以上的三个因素要协调考虑。D＞TA＞T。 （2）水静压法 就是采用较高的水静压（65Kg/cm2）来抑制第二极体的放出或第一次有丝分裂来诱导多倍体。 优点：诱导率高，时间短，对胚胎危害性小。 不足：该法需要专门的设备——水压机，成本较高，其样品室容量有限，处理卵的量有限，不适于大规模生产。 3、化学方法 有些化学物质也可以用来阻止第二极体的排出或受精卵的有丝分裂而产生三倍体或四倍体。 （1）细胞松弛素B：能抑制肌动蛋白聚合成微丝，从而抑制细胞分裂。 （2）秋水仙素：可以抑制细胞分裂中纺锤丝的形成（抑制微管蛋白聚合成纺锤体），因而抑制有丝分裂。 6.1.2 多倍体倍性鉴定的方法 由于各种处理方法均不能百分之百地成功诱导多倍体，所以处理过的群体可能是由多倍体、二倍体甚至是多倍体与二倍体构成的嵌合体等混合而成，因而要用一个准确的方法来确定染色体的倍性。 1、间接法 （1）核体积测量 按照一般规律，细胞核大小与染色体数目成比例增加，而且为维持恒定的核质比例，随着细胞核的增大，细胞大小也按比例增加，因此组成多倍体有机体的细胞及细胞核通常要比二倍体大一些。 在鱼类，通常通过测量红血球来鉴定多倍体倍性，其中核体积之比最为常用。二倍体与三倍体的核体积之比为1：1.5，二倍体与四倍体的核体积之比为1：1.74。 （2）蛋白质电泳 可以用血清蛋白电泳图的差异来辨别二倍体与三倍体的差别。 （3）生化分析 对组织及血液当中的化学组成进行生化分析，可以看出三倍体与二倍体的差别。三倍体当中一些酶的含量可能会显著提高，如丙酮酸激酶，乙糖激酶和磷酸果糖激酶。 2、直接法 （1） 染色体计数 染色体计数是鉴定多倍体倍性的一个准确的直接方法，但比较费时。质量好的染色体标本可以从胚胎获得，因为胚胎细胞分裂指数高。 （2）DNA含量测定 通过流式细胞仪分选细胞，然后再测量细胞中的DNA含量，可以简单快速及准确测定单细胞DNA含量，从而确定细胞的倍性，三倍体的DNA含量是其亲本的1.5倍。 6.1.3 多倍体的应用及发展趋势 1、 多倍体动物生活力及生长能力 2、 多倍体动物的性腺发育及应用 6.2 人工诱导雌、雄核发育 雌核发育（gynogenesis）：俗称假受精，意指精子虽然正常地钻入和击活卵子，但精子的细胞核并未参与卵球的发育，精子的染色体很快消失，胚胎的发育仅在母体遗传的控制下进行。 人工诱导雌核发育：是指用经过紫外线、X射线或γ射线等处理后的失活精子来“受精”，再在适当时间施以冷、热、高压等物理处理，以抑制第二极体的排除，使卵子发为正常的二倍体动物。 雄核发育（androgenesis）：是指因经过紫外线、X射线或γ射线等处理后的卵子与正常的精子受精，再在适当时间施以冷、热或高压等物理处理，使进入卵子内的精子染色体加倍，而发育为完全为父本性状的二倍体。 赫特威氏效应： 利用辐射能对精子进行处理时，当辐射剂量在极限以下时，精子和受精后的胚胎都很正常；随着辐射剂量的增加，胚胎存活率逐渐下降；倘若继续增加辐射剂量，又能回