水生动物多次交配繁殖策略与多重父权研究进展

多雄交配是水生动物界普遍存在的一种繁殖行为。本文阐述了多重父权和精子竞争的概念,综述了近年来有关水生动物雌性多次交配繁殖策略和多重父权研究概况。重点介绍了部分水生动物的性选择特征,分析了雌性多次交配的进化机制及其利弊;探讨了精子取代、"隐秘的雌性选择"、精子竞争模型和交配护卫行为等精子竞争机制;比较分析了包括鱼类、腹足类、头足类、甲壳类等物种的多雄交配比例和子代多重父权特征。阐述了有关水生动物性选择机制和父权贡献研究中存在的问题,提出通过"行为学实验、生化学检测和遗传学分析"的同步进行和多重验证,进一步揭示水生动物多次交配行为的进化机制,为水生动物遗传多样性保护、人工繁育和资源增殖等提供科学依据。

虎(Panthera tigris altaica)多雄交配与多重父权：对猫科动物圈养种群遗传多样性保护的启示

虎(Panthera tigris altaica)在半散养条件下,经常发生多只雄虎与同一只发情雌虎轮流交配的情况,可能产生多重父权.多重父权可以有效提高遗传多样性的保存能力.本研究针对一个东北虎圈养种群采用的一雌一雄和一雌多雄交配体制,通过微卫星分析了后代的父权和遗传多样性情况,比较了两种交配体制之间的差异.结果表明,在两种交配体制中,亲本群体之间和子代群体之间的等位基因数(A)、期望杂合度(He)、有效等位基因数(Ne)、标准个体杂合度(SH)等群体遗传学参数均没有显著差异(P>0.05),一雌多雄制在66.7%的胎数中存在多重父权.子代与亲代比较时,两种交配体制的A,He,Ne也没有发生明显的下降(P>0.05),但一雌多雄体制的SH发生了明显的下降(P=0.029).然而,采用有效标准个体杂合度(ESH)消除了各组双亲之间血缘关系的影响后,SH未出现明显降低的趋势(P>0.05).上述结果表明,在虎及其他猫科动物人工饲养种群中,可以采用一雌多雄的交配体制,提高多重父权比例,从而提高遗传多样性的保存能力.

舟山群岛黄毛鼠种群的遗传多样性及多重父权研究

岛屿常被生态学家和进化生物学家视为研究生物进化的天然实验室。本研究利用微卫星分子标记技术,分析了舟山群岛优势鼠种——黄毛鼠(Rattus losea)刺山岛种群、六横岛种群、桃花岛种群3个种群的遗传多样性,并探讨该物种是否存在多重父权现象。研究结果表明,(1)黄毛鼠种群的平均观测等位基因数(NA)和平均有效等位基因数(Ne)分别为8.792和5.494,平均期望杂合度(He)和平均观测杂合度(Ho)分别为0.821和0.956,多态信息含量(PIC)均大于0.5,说明3个种群均具有较高的遗传多样性;(2)3个种群的平均遗传分化系数(Fst)为0.040,其中桃花岛种群与刺山岛种群的分化最大,分化系数为0.052,呈中度分化水平,不同种群间所贡献的变异百分数为3.98%,说明遗传变异主要发生在种群内,而种群间仅存在很小的遗传变异;(3)14只孕鼠中,有6只孕鼠的胚胎存在多重父权现象,占43%,最小父本值为2,其余8个孕鼠的胚胎均只有唯一父本。本研究提出黄毛鼠存在多重父权现象,为该物种繁殖策略及鼠害控制的研究提供依据。

基于微卫星标记的许氏平鲉卵巢不同分区子代多重父权分析

许氏平鲉(Sebastes schlegelii)具有特殊的卵胎生繁殖模式和长期储存精子的特性。虽然先前有关于许氏平鲉多重父权的研究报道,但关于交配后雌鱼卵巢内子代的父权分布尚未有报道。本研究选取已纳精的雌性许氏平鲉为实验对象,采用6个高度多态的微卫星位点对9尾雌鱼卵巢前部(靠近泄殖孔端)、中部、后部(远离泄殖孔端)3个分区的子代(共291个)进行父权分析。结果显示:(1) 9尾雌鱼中有8尾(88.89%)检测到了多重父权现象,平均父权数3.56。其中4个母本子代群(50%, B>0)的各父本贡献率存在不同程度的偏倚;(2)单因素方差分析结果显示,父本在雌鱼卵巢3个分区的子代比例差异不显著;(3)卡方均匀分布检验结果显示,每个母本卵巢各分区的父权分布均无显著偏倚,表明许氏平鲉卵巢内子代多重父权随机分布。分析认为,交配时雌鱼卵巢尚未发育成熟,来自不同雄性的精子在细小的卵巢内得以充分混合并储存于卵巢中,雄性精子数量与精子活性的差异可能是导致父权贡献率发生偏倚的重要原因。研究结果进一步丰富了许氏平鲉繁殖生物学研究内容。