石斑鱼杂交后代表型、性腺发育及相关遗传分析

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangway77
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石斑鱼是世界性的名贵海产鱼类,也是我国海水捕捞和养殖的重要鱼类,养殖产量位居海水鱼类前列,在产业发展中具有支柱性作用。近年来,石斑鱼的养殖规模逐渐扩大,直接导致苗种需求量的急剧增大。但是石斑鱼人工育种技术难度大、苗种成活率低、大规模的生产还可能会导致种质资源的退化,很难满足社会需求。因此,在石斑鱼能够得到可持续发展的前提下,杂交育种便是一种有效的方法。通过杂交育种,选育一些苗种成活率高、生长速度快、抗病力强的品种便可以解决这一科学问题。云龙石斑鱼是近年来通过杂交获得的新品种,其结合了双亲生长速度快、抗病力强等特点。目前,该新品种已在沿海多个省份进行规模化养殖,部分苗种还出口国外,得到了广大养殖户的认可。本课题围绕云纹石斑鱼(♀)×鞍带石斑鱼(♂)的正交F1代云龙石斑鱼展开的相关研究综述如下:(1)鞍带石斑鱼(♀)×云纹石斑鱼(♂)杂交后代早期发育及正反杂交后代生长特性以鞍带石斑鱼为母本,云纹石斑鱼为父本,采用人工授精技术进行了种间反交实验,并对反交子代的胚胎发育和仔稚幼鱼的生长情况进行了观察,并与亲本及正交子代的表型性状进行对比分析。结果显示,反交F1代可正常发育至幼鱼阶段,其体色具有4种表现型。通过对亲本及正交子代的生长对比,正反交F1的发育速率均介于亲本之间,均快于云纹石斑鱼,慢于鞍带石斑鱼,反交F1生长速率慢于正交F1。研究结果为石斑鱼杂交优势性状形成及遗传解析提供了一定数据基础。(2)云龙石斑鱼、云纹石斑鱼倍性及性腺发育分析石斑鱼为雌雄同体,但是其杂交后代云龙石斑鱼至今已超过5龄,仍未见有性成熟的迹象。为了探明云龙石斑鱼发育至5龄但仍未达到性成熟不产卵的科学问题,本研究一方面提出或因自然杂交产生三倍体致不育的假设,采用流式细胞仪测定DNA含量的方法来验证云龙石斑鱼是否为三倍体。另一方面通过普通组织学切片来观察不同年龄的云龙石斑鱼性腺发育程度。结果显示使用流式细胞仪测定实验组175尾云龙石斑鱼的荧光值为101.3±8.01;对照组6尾云纹石斑鱼的荧光值为104.2±9.77,二者比值为1.02,结果显示这175尾云龙石斑鱼中并未发现多倍体的出现,均是常规的二倍体。同时观察了不同年龄的云龙石斑鱼的性腺切片,从原始性腺形成初期至5龄,发现原始性腺发育速度与云纹石斑鱼相近,3-5龄的云龙石斑鱼卵巢发育停留在Ⅲ期末至Ⅳ期初期的时间较长,同比5龄的云纹石斑鱼已产卵,经历了Ⅴ期卵巢后已出现皱缩,卵母细胞也退化至4时相,云龙石斑鱼性腺发育显著慢于其纯合母本云纹石斑鱼。研究结果为今后的杂交石斑鱼多倍体检测及多倍体育种奠定了基础检测方法,对杂交云龙石斑鱼的性腺发育做了系统的观察和记录,为今后的实验提供了可靠的实验材料。(3)云龙石斑鱼、云纹石斑鱼垂体转录组对比分析本研究为分析云龙石斑鱼与云纹石斑鱼在生长发育和生殖发育方面相关的分子机制,应用Illumina高通量测序技术对二者的垂体组织进行转录组测序与生物信息学分析。结果显示共得到7736个差异表达基因,在垂体组织样本(EM-VS-EML)中表达上调的基因有2412个,表达下调的基因有5324个。然后进行GO功能注释和KEGG分析,筛选了与二者生长和生殖发育相关的通路,结果显示与生长相关的神经活性配体-受体相互作用途径(Neuroactive ligand-receptor interaction)的差异基因富集程度较高,其受到生长激素(growth hormone,GH)和催乳素(prolactin,PRL)的共同调控。其中云龙石斑鱼垂体中GH和PRL基因的表达较云纹石斑鱼均有显著性上调。初步推测这种神经活性配体-受体相互作用过程与其在生长方面的杂种优势有关。在生殖相关通路的筛选中二者差异主要集中在催产素信号通路,云龙石斑鱼的催产素受体OTR、磷脂酰肌醇磷脂酶C(PLC)、蛋白激酶C(PKC)和肽链延伸因子2(EEF2)相关的基因均有显著性下调,初步推测催产素-催产素受体相互作用的过程可能是造成云龙石斑鱼性腺发育缓慢的主要原因,但还需要进一步实验加以论证。该研究对云龙石斑鱼的生长优势及生殖劣势做了分子层面的研究,为今后分子育种及生殖调控等方面提供了有价值的参考资料。
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