异源三倍体鲫鲂的遗传组成和生殖特性观察

红鲫属鲤亚科,其染色体数目为2n=100;团头鲂属于鲌亚科,其染色体数目为2n=48。在红鲫(♀)×团头鲂(♂)的远缘杂交F1代中获得了异源三倍体鲫鲂和异源四倍体鲫鲂。本研究对异源三倍体鲫鲂进行了染色体核型分析、染色体FISH杂交检测和性腺结构观察,结果表明:1)异源三倍体鲫鲂的染色体数目为3n=124,染色体核型公式为31m+45sm+26st+22t,染色体组由2套红鲫染色体和1套团头鲂染色体组成;2)利用红鲫特有重复序列为探针进行FISH杂交,红鲫的100条染色体均被标记上荧光信号,而团头鲂的染色体均未标记上荧光信号,异源三倍体鲫鲂中有100条染色体被标记上荧光信号,说明异源三倍体鲫鲂含有2套红鲫来源的染色体组;3)异源三倍体鲫鲂的性腺发育异常,其卵巢型和精巢型性腺发育呈现出退化的特征。研究还讨论了异源三倍体鲫鲂的形成机制。实验结果为鱼类远缘杂交和多倍体鱼研究提供了实验数据,在鱼类遗传育种方面具有重要意义。

合方鲫及其亲本肌肉营养成分分析

采用生化分析手段对合方鲫及其亲本的肌肉营养成分进行比较研究。结果显示,合方鲫肌肉中水分含量为71.00%,显著低于其亲本的水分含量(日本白鲫:75.60%,红鲫:75.50%),说明合方鲫具有低水分的特征。合方鲫的蛋白质含量为17.70%,高于红鲫的蛋白质含量(17.00%),且显著高于日本白鲫的蛋白质含量(14.80%)。在15种检测的氨基酸含量中,合方鲫的氨基酸总量(15.87%)、必需氨基酸总含量(6.55%)均高于红鲫的氨基酸总量(15.52%)和必需氨基酸总含量(6.46%),且显著高于日本白鲫的氨基酸总量(13.13%)和必需氨基酸总含量(5.27%)。值得一提的是合方鲫的呈味氨基酸总含量高达6.26%,高于红鲫的呈味氨基酸总含量(6.07%),且显著高于日本白鲫的呈味氨基酸总含量(5.29%)。研究表明,合方鲫是一种营养价值高、肉味鲜美的鱼类,为其生产上的应用提供了理论支撑。

远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼生殖细胞染色体研究

本文采用性腺染色体制片及组织学切片方法,系统地研究了不同发育时期的鲫鲤杂交第二代(F2)(2n=100)、异源四倍体鲫鲤(4n=200)、三倍体鲫鱼(3n=150))、雌核发育二倍体鲫鲤第二代(G2)(2n=100)及鲤鱼(CyprinuscarpioL)(2n=100)(对照组)生殖细胞的染色体特征。研究结果表明,对照组中鲤鱼精原细胞染色体数与体细胞染色体数一致,为二倍体精原细胞(2n=100),而远缘杂交形成的二倍体鱼和多倍体鱼的生殖细胞中则观察到明显的染色体数加倍现象,其中,鲫鲤杂交第二代(F2)精巢生殖细胞染色体数加倍现象特别丰富,占检测的染色体分裂相的21.6%,为其产生不减半的二倍体配子提供了直接的细胞学证据,同时也说明远缘杂交是导致生殖细胞染色体数加倍的一个重要因素。该研究在探讨多倍体鱼的发生及鱼类遗传育种方面具有重要意义。

新型优质鲫鱼——合方鲫

鲫鱼在分类上属鲤科，鲤亚科，鲫属。其分布广泛，在亚欧大陆上有两个种，分别为鲫种和黑鲫种。鲫种有两个亚种及多个变种：鲫鱼亚种和银鲫亚种以及红鲫、白鲫、金鱼等多个变种。鲫鱼亚种和银鲫亚种在养殖和消费在淡水鱼中占有较大比例。当前养殖水域及天然水域受到污染的程度越来越高，鲫鱼亚种和银鲫亚种栖息和繁殖区在缩小，加上过量捕捞等原因，它们的数目在减少。因此，创制新型优质鲫鱼很有必要。

水产育种生物技术发展战略研究

生物技术是水产种业可持续发展的核心驱动力,全面提升水产育种生物技术创新能力并实现种源自主可控,对于保障国家食品安全具有重要意义。本文梳理了我国水产育种的发展现状和存在的问题,总结了国内外水产行业在转基因育种、倍性育种、分子标记辅助育种、基因组选择育种、基因组编辑育种、分子设计育种、生殖干细胞移植等生物技术方向的研究进展与应用情况,进一步分析了相关技术方向上的未来研发需求。研究提出了未来水产育种生物技术的发展目标,包括水产生物优异种质资源收集、保存与精准鉴定,重要性状遗传基础与调控机制深度解析,高效精准育种技术创建,突破性新品种创制在内的重点任务。研究建议,优化水产种业发展政策、推动水产育种技术创新、建立水产良种创制与转化平台、设立专门项目推动技术创新和种业发展,以此推动我国由水产种业大国向水产种业强国的深刻转变。

益生菌在盐碱养殖水体中调控作用的研究进展

我国内陆、滨海地区有丰富且尚未有效开发利用的盐碱水资源,在盐碱水域进行水产养殖已成为其重要的开发利用途径之一,而盐碱水体的高pH、高盐、高碱特点严重限制了水产养殖对象的生长发育。益生菌具有净化水质、调节pH、降低氨氮和提高鱼类盐碱耐受能力等综合作用,是一种高效无污染的水质改良剂。合理使用益生菌可有效改良盐碱水体,提高水产养殖效益。文章综述了光合细菌、乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等不同菌种制剂及其在适应、改良盐碱水体方面的研究进展。

鱼类良种良养良销体系的建立

目前我国水产业以养殖为主,捕捞为辅。在2022年的水产品产量中,淡水养殖占47.91%,海水养殖占33.15%,捕捞占18.94%。在水产养殖中,鱼类养殖产量占52.16%,呈现出举足轻重的地位。“良种良养良销”是水产业中三个重要的组成部分,“良种”是水产业的龙头,“良养”是水产业的保障,加工、销售等“良销”环节是拉动水产业发展的重要动力。20世纪50年代以来,我国水产业取得了长足发展,为广大人民提供了丰富的水产品,解决了“吃鱼难”的问题。然而,目前我国水产业中有种无业、有业无种等现象还比较严重,没有从根本上解决“吃好鱼”及“吃放心鱼”的问题,为了加快我国水产业的发展,作者认为很有必要建立和实施“良种良养良销”体系,以推动我国水产业高质量发展。

鲂鲌杂交鱼染色体减数分裂特征及相关基因分析

突破种间生殖难关,建立可育品系,在远缘杂交的遗传理论的创新和遗传育种方面都具有重要意义。本课题组利用团头鲂(Megalobrama amblycephala,BSB,2n=48,♀)与翘嘴鲌(Culter alburnus,TC,2n=48,♂)进行属间杂交,突破了鱼类远缘杂交生殖障碍,建立了鲂鲌杂交品系(BTF1-BTF6),为探究鱼类远缘杂交的遗传和繁殖规律提供了宝贵材料。本文在前期育种研究的基础上对鲂鲌杂交鱼减数分裂过程中生殖细胞染色体配对特征、减数分裂相关基因的序列和表达等开展了一系列研究。研究结果显示:鲂鲌F1精巢中的异源染色体能进行正常的联会配对,产生染色体数目减半的次级精母细胞;Dmc1和Rec8是与减数分裂相关的两个基因,其序列在团头鲂和翘嘴鲌中的相似性较高,但在杂交子代呈现偏母本遗传,且出现了不同程度嵌合现象;在鲂鲌F1精巢中,Dmc1基因的表达水平与其亲本相比无显著性差异(P<0.05),而Rec8基因的表达水平则介于亲本之间。这些结果为具有异源基因组的远缘杂交鱼能顺利进行减数分裂提供了重要的生物学证据。本研究在鱼类遗传育种研究方面具有重要意义。

优质稻+优质鱼综合种养模式的优质稻品种筛选与效益分析

【目的】探索稻鱼综合种养新模式,为稳定粮食生产、提高稻田效益及加快稻鱼综合种养产业发展提供技术支撑。【方法】选择优质杂交稻万太优美占、万太优3158、香118优516、香118优263及优质常规稻桂育9号和桂野丰为稻渔综合种养的水稻品种,合方鲫为稻鱼综合种养的优质鱼类,在桂南(合浦)、桂中(象州)和桂北(桂林)稻作区开展适宜稻鱼综合种养的水稻品种筛选试验,并以筛选出的优质高产水稻品种在广西桂平、灵川和合浦开展优质稻+优质鱼综合种养试验与示范,分析优质稻+优质鱼种养技术体系的经济效益。【结果】3个稻作区水稻品种筛选试验点水稻平均产量表现为万太优美占(8444.1 kg/ha)>香118优263(8414.0 kg/ha)>香118优516(8304.3 kg/ha)>万太优3158(8134.5 kg/ha)>桂育9号(7105.3 kg/ha)>桂野丰(6936.0 kg/ha)。3个优质稻+优质鱼综合种养模式示范点示范区内的水稻平均产量为8045.6 kg/ha,合方鲫平均产量为1493.1 kg/ha,综合产值91904.5元/ha,扣除生产成本投入35625.0元/ha,纯收入达56279.5元/ha,比单一水稻种植模式增收48276.8元/ha。【结论】杂交稻万太优美占是适合稻渔综合种养的优质水稻品种,合方鲫为适合稻渔综合种养的优质鱼类。优质稻+优质鱼综合种养模式可实现一田两用、粮鱼双收、钱粮双增,稳粮增收效果明显,值得扩大推广应用。

稻-鱼种养减控镉及米、鱼性状研究

如何在重金属镉(Cd)超标的土壤中生产出质量达标米已成为亟需解决的问题。为探讨稻-鱼种养对大米Cd积累的减控效果,本研究建立了稻(喜两优超占)-鱼(合方鲫2号)种养系统,比较了稻-鱼共作系统和水稻单作系统中环境介质、米、鱼等Cd含量,以及米、鱼的生物学性状。结果显示,稻-鱼共作合方鲫2号平均体重为331.7 g,相比鱼种增重1.7倍。不同种养系统大米的营养品质无显著差异。稻田土壤总Cd平均含量为0.472 mg/kg(pH=5.5),略高于污染临界值0.40 mg/kg(5.5≤pH≤6.5),不同种养系统土壤总Cd含量与土壤pH无显著差异。合方鲫2号内脏虽有少量Cd积累[(0.060±0.032)mg/kg],但肌肉Cd含量很低(<0.003 mg/kg)。水稻单作大米Cd平均含量为0.311 mg/kg,达到国家粮食安全标准限定值的1.6倍。稻-鱼共作大米Cd平均含量仅0.034 mg/kg,较水稻单作大米Cd含量下降89.1%,水稻单作大米Cd含量与土壤总Cd含量呈极显著正相关(r=0.802),而稻-鱼共作系统则无该显著相关性。研究表明,合方鲫2号是适合稻-鱼种养的好品种,以此为养殖品种可以建立完善的稻-鱼综合种养模式,该种模式能有效抑制土壤Cd的生物活性,对大米Cd积累有显著的减控效能,且经济效益显著。本研究为稻-鱼等生态种养综合生产模式的推广应用提供了重要数据支撑和参考。

通过染色体位点揭示鲫鱼的同源三倍体起源

在洞庭湖水系统中,鲫鱼复合体表现出二倍体群体(2n=100,简称2n CC)和多倍体群体共存的特征.虽然染色体数目与核型分析已经揭示了这些多倍体鲫鱼分别为三倍体(3n=150)和四倍体(4n=200),但是一直缺乏直接的遗传证据.本研究通过对5S rDNA的染色体位点进行分析,证明了拥有150条染色体的鲫鱼个体(简称3n CC)是三倍体起源(3n=150).进一步对具有物种特异性的染色体着丝粒位点进行分析,揭示了3n CC拥有的3套染色体均来源于鲫鱼.相关研究结果提供了直接的细胞遗传学证据,证明了鲫鱼复合体群体中拥有150条染色体的鲫鱼个体是同源三倍体起源.相关研究结果有利于脊椎动物多倍体化和进化研究.

多倍体生物研究进展

多倍体是含有3套或3套以上完整染色体组的生物体,在动植物中广泛存在,是物种发生的一种重要方式.近年来的动植物基因组测序结果及相关分子系统学、生物信息学的研究,支持物种在演化过程中经历过全基因组复制的观点.多倍体的稳定性依赖于其形成后发生的基因组快速重组和基因表达调控的变化;多倍体的形成及其二倍体化过程是物种长期演化过程中的重要组成部分.多倍体可通过多种方式形成,其中,通过远缘杂交形成能产生不减数配子的杂交生物体,导致其后代染色体加倍,是快速、高效的形成多倍体的途径之一.可育多倍体的形成不仅促进了物种间的遗传物质交流,丰富了物种多样性,而且为多倍体育种奠定了基础.对多倍体生物的研究不仅具有重要的理论意义,而且有重要的应用价值.动植物多倍体育种在生产上的应用带来了显著的经济效益和社会效益.

动物远缘杂交研究进展

远缘杂交是指亲缘关系在种间及种间以上的生物之间的杂交,它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基因型都发生改变.如果远缘杂交后代两性可育,则可以通过自交繁衍形成遗传变异的品系,它们在生物进化、遗传和育种方面具有重要作用.本文在分析和归纳大量国内外有关动物远缘杂交文献的基础上,结合本实验室长期从事鱼类远缘杂交的研究结果,对动物远缘杂交研究的最近概况及其相关问题进行了较全面综述,其中介绍了动物门间、纲间、目间、科间、亚科间、属间和种间的杂交状况,阐述了鱼类远缘杂交品系的形成规律和遗传变异特性及它们在生产上的应用等.本文在生物进化和动物遗传育种方面具有意义.

改良三倍体鲫鱼的生物学特性研究

利用鱼类远缘杂交和雌核发育相结合的方法培育出改良四倍体鲫鲤和改良二倍体红鲫,两者交配制备出一种改良三倍体鲫鱼(湘云鲫2号).对改良三倍体鲫鱼的染色体数目和组型、性腺和垂体结构、外形特征、生长速度等方面进行了系统的研究.结果表明,改良三倍体鲫鱼的染色体数目为3n=150,核型公式为33m+51sm+33st+33t;其精巢和卵巢在繁殖季节不能产生成熟配子,垂体超微结构显示,GTH细胞内的分泌颗粒和分泌小球在繁殖季节没有大量排出,该特征从内分泌的角度证明了它们的不育性;改良三倍体鲫鱼具有体背高、尾柄短和头部小的优良外形特征.与三倍体湘云鲫相比,改良三倍体鲫鱼不但保留了三倍体鱼生长速度快、不育等特点,而且在体形方面表现出明显的改良特征,是一种新型改良三倍体鲫鱼.

动物和植物远缘杂交比较研究

远缘杂交是指不同物种之间的杂交,它可以是种间、属间甚至亲缘关系更远的物种之间杂交.远缘杂交可以把属于不同种、属等远缘遗传关系的不同个体的生物特性结合起来,突破种间界限,扩大遗传变异,是创制具有遗传变异、可育、优良性状的新品系乃至新种群的重要方法.本文在分析和归纳大量国内外有关动物和植物远缘杂交文献的基础上,结合本实验室长期从事鱼类远缘杂交的研究结果,在对动物和植物远缘杂交实验的具体例子进行描述和分析的基础上,比较和总结了动、植物中远缘杂交形成不同倍性生物后代的主要生物学特性;概述了动物和植物远缘杂交的相似性和差异性;分析和归纳了导致动物和植物远缘杂交形成存活和不存活后代的可能原因;还对动物和植物远缘杂交后代的形态学、细胞学和分子细胞遗传学等生物学特性研究的方法进行了介绍.旨在为系统地比较动物和植物远缘杂交的遗传、繁殖、生长性状等生物学特性提供较系统的研究资料,以阐明它们在遗传育种和生物进化方面的共性作用及重要意义.

新型高背型鲫鱼的形成及其生物学特征研究

利用鱼类远缘杂交技术和雌核发育方法获得了新型四倍体鲫鲤(G1×AT).在G1×AT中发现2%的高背型个体,其自交后代性状发生分离并形成3种两性可育的二倍体鱼:高背型红鲫、高背型双尾金鱼和青灰色鲤鱼.其中高背型红鲫自交,后代性状继续发生分离,形成高背型红鲫、花鲫和青鲫.本文主要对这3种高背型鲫鱼及其自交后代的外形特征、染色体数目、性腺显微和超微结构以及繁殖力等方面进行了研究.结果表明:(ⅰ)这3种高背型鲫鱼在外形上都具有体背高、尾柄短、头部小的优良特性.高背型红鲫、花鲫和青鲫的体高/体长值分别为0.54,0.51和0.54,三者明显高于普通红鲫的体高/体长值0.41(P<0.01);(ⅱ)3种高背型鲫鱼染色体数目与普通红鲫染色体数目一致,都为2n=100;(ⅲ)这3种高背型鲫鱼都具有正常的卵巢和精巢,它们分别能产生成熟的卵子和精子,为二倍体高背型鲫鱼品系的形成奠定了基础;(ⅳ)与普通红鲫相比,3种高背型鲫鱼具有产卵(产精)量大、繁殖期长、受精率和孵化率高等优点.它们通过自交培育出了具有高背特征的二倍体鲫鱼群体;(ⅴ)3种高背型鲫鱼既具有较高的观赏和食用价值,也可以作为优良的二倍体亲本与四倍体鱼交配来制备高背型三倍体鲫鱼.这3种高背型鲫鱼的形成在生物进化研究和鱼类遗传育种研究方面都具有重要意义.

用雄核发育方法制备改良异源四倍体鲫鲤群体

用UV照射金鱼的卵子使其卵核的遗传物质失活,再与异源四倍体鲫鲤(AT)产生的二倍体精子受精,在无雄核染色体加倍处理情况下,成功地获得了两性可育的二倍体雄核发育鱼(A0).Ⅱ龄性成熟的A0自交形成了雄核发育鱼自交子一代(A1).本研究对10月龄A1的染色体数目、性腺的显微和亚显微结构以及外型特征进行了观察,实验结果表明:(ⅰ)A1中包含有四倍体(A1-4n)、三倍体(A1-3n)以及二倍体后代(A1-2n),他们所占比例分别为85%,10%和5%,其染色体数目分别为4n=200,3n=150和2n=100.其中四倍体和三倍体的形成证明二倍体A0能产生二倍体配子.二倍体雄核发育鲫鲤杂交鱼产生二倍体配子的原因与早期生殖细胞的核内复制机制有关.(ⅱ)A1-4n的性腺为两性型且发育正常.其中雄性个体能挤出白色精液,其中的二倍体精子头部明显比红鲫的单倍体精子头部大.这些二倍体精子具有正常结构,由头部和尾部组成,头部与尾部交接处有多个线粒体,精子尾巴的中央轴有典型的"9+2"微管结构.A1-4n雌性个体的卵巢发育饱满,其中含有大量Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ时相的卵母细胞.在Ⅳ时相卵母细胞的放射膜上能观察到受精孔.同时期的A1-2n,A1-3n的性腺发育异常,均表现为不育.A1-2n的不育性与其为远源杂交二倍体有关,A1-3n的不育性与其为远源杂交三倍体有关.(ⅲ)与AT相比,A1-4n不仅具有生长速度快、抗逆性强的优点,而且在外型上具有体背高、尾柄短、头部小等优良性状.本实验说明运用雄核发育技术不仅能获得两性可育的四倍体鱼,而且能对异源四倍体鲫鲤进行有效的遗传改良,这在细胞遗传研究和鱼类育种方面都具有重要意义.

鱼类远缘杂交育种技术的建立及应用

杂交是广泛应用的重要育种技术,然而,在鱼类中,杂交育种长期以来缺乏系统的理论和技术支撑.通过长期的系统研究,本课题组探索出了鱼类远缘杂交相关的遗传和繁殖规律,形成了适合于远缘杂交和近缘杂交的一步法育种技术和多步法育种技术,创制了一批二倍体鱼品系和四倍体鱼品系,研制了一批优良鱼类.另外,通过查阅国内外有关鱼类杂交的相关文献,对鱼类杂交育种途径、技术方法及效果等进行了广泛讨论.该文对鱼类杂交育种研究及应用具有重要的参考价值.