利用遗传生物技术,为贝类养殖业培育优良品种,具有深远的理论意义和广阔的应用前景。近年来生物技术在海洋生物中的应用受到了广泛的重视,在贝类中有了显著的进展,贝类多倍体育种是目前贝类遗传育种中最活跃和最具有应用价值的一个领域。多倍体育种是通过增加染色体组的方法来改变生物的遗传,从而培育出经济价值较高的优良品种 。三倍体贝类具有育性差、生长快和肉质好等显著特点,是很有价值的养殖贝类品系。多年来,许多学者在多倍体的细胞学方面做了大量的工作,取得了可喜的进展,丰富了多倍体育种的理论基础。目前三倍体牡蛎在美国已经产业化,市场占有量达到30%-50%,在 中国也已开始推广,产业化已初具规模。
贝类染色体研究的现状
目前,已查明染色体数目的贝类近900种。在已知染色体数目的种类中,瓣鳃纲有150余种,腹足纲700多种,多板纲近20种,头足纲近10种,而单板纲、无板纲则鲜有报道,与贝类丰富的 种群相比,还有很大距离。
由于许多物种的各条染色体靠普通的制片染色方法不易精确识别和区分,1968年以来又发展了显带技术,用各种特殊的制片染色方法使染色体显示出特有的区带,为在微观水平上识别染色体机器编译提供了更为精确的信息,这种信息对于进一步分析染色体的结构变异与物种形成之间的关系以及在系统演化中物种之间的亲缘关系提供了重要的依据。
贝类多倍体育种的染色体组操作
多倍体操作在遗传育种中占有重要地位。20世纪80年代以来,在水产动物特别是贝类人工诱导多倍体的研究中取得了较大的进展,迄今为止,已在30多种贝类中进行了多倍体的育种研究。贝类多倍体的研究主要集中在三倍体和四倍体,三倍体贝类具有生长快、个体大、肉质好等特点,且由于三倍体具有三套染色体组减数分裂过程中染色体的联会不平衡导致三倍体的高度不育性,能形成生殖隔离,不会对环境造成品种污染;四倍体贝类具有进行正常繁育的可能,与二倍体杂交可产生100%的三倍体,能够克服物理或化学方法诱导三倍体的缺点,更加安全、简便、高效地获得三倍体。
诱导因子的种类
1.化学诱导剂:细胞松弛素B(CB),6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP),咖啡因。此外秋水仙素,聚乙二醇和三氯甲烷等化学试剂对抑制细胞分裂都有一定的作用。
2.物理作用因子:温度休克
3.静水压。
三倍体育种的染色体操作方法:
1.抑制第二极体:产生的三倍体称为MⅡ
2.抑制第一极体:产生的三倍体称为MI
3.生物方法:利用四倍体与二倍体杂交可产生100%的三倍体,利用四倍体与异种二倍体杂交可产生异源三倍体。如太平洋牡蛎四倍体与近江牡蛎二倍体杂交已成功培育出异源三倍体。
四倍体育种的染色体操作方法:
1.抑制极体的释放:第一极体;同时第一极体和第二极体
2.抑制第一次卵裂
3.细胞融合
4.人工雌核发育
5.利用三倍体贝类卵诱导四倍体
多倍体诱导操作中应注意的问题:
1.精卵的质量:受精卵发育不同步性原因:卵子自身发育不同步,受精过程不同步,精子污染等 外原因造成受精不同步。对策:优化亲贝培条件,雌雄严格隔离
2.处理的时间
3.处理的方法
染色体组操作的遗传结果
遗传结果的分析方法
1.染色体分析法:处理,低渗,固定,制片。
2.流式细胞术
3.极体计数法
4.荧光染色法
5.核径测量法
6.电泳法
三倍体育种的染色体操作结果
操作过程中偶发非整倍体的产生:
非整倍体指核内染色体的数目不是染色体基数的整倍数,而有个别染色体数目的增减。非整倍体的生物个体常因细胞中基因剂量的不平衡而初始严重的后果,在高等动物中,非整倍体通常是致死的或引起发育障碍等,但在植物及低等动物中非整倍体的影响则较小,实际上很多种非整倍体是可以存活的染色体组操作对胚胎发育及幼虫活力的影响。
三倍体的贝类是可以存活的,但与正常的二倍体相比,三倍体的幼虫成活率一般较低。三倍体幼虫较低的存活率一般认为不是由于倍性引起的,而主要是其他因子,如诱导处理时诱导剂潜在的毒性影响或者由于第二极体的抑制导致致死基因的纯合等。
在人工诱导贝类三倍体时,无论是用温度休克、静水压等物理方法处理,还是使用CB、咖啡因等药物进行化学处理,都会对卵子的发育、胚胎与幼虫的存活初始一定的影响,而且随着处理强度的加大,三倍体处理组的胚胎孵化率及幼虫的存活较二倍体对照组明显降低,或是处理组胚胎畸形率呈上升趋势。
·三倍体贝类在养成阶段的存活率与二倍体无明显差异。
·四倍体贝类的生活力明显低于三倍体和二倍体。