多倍體育種多倍體育種第一節(jié)

多倍體育種概述第二節(jié)

多倍體誘導的方法與原理第三節(jié)

多倍體倍性鑒定第四節(jié)

多倍體誘導結(jié)果第五節(jié)

多倍體生物學特性第六節(jié)

多倍體育種的應(yīng)用第一節(jié)

多倍體育種概述多倍體：體細胞含三個或三個以上染色體組的生物個體。同源多倍體：加倍的染色體來自同一物種或在原有染色體組基礎(chǔ)上加倍而成；異源多倍體：加倍的染色體來自不同物種天然多倍體植物第一節(jié)

多倍體育種概述天然多倍體水產(chǎn)動物魚類：天然四倍體，鮭科魚類、茴魚、胭脂魚科、泥鰍；花鳉科部分種類為三倍體；銀鯽存在三倍體與四倍體2種類型；裂腹魚等為六倍體貝類：

貽貝（四倍體）甲殼類：鹽水豐年蟲（四倍體）第一節(jié)

多倍體育種概述人工誘發(fā)多倍體：Winkler（1916）：植物Fankhauser（1942）：兩棲類Swarup（1950s）：三棘刺魚Stanley（1981）：美洲牡蠣多倍體育種：通過增加染色體組的方法來改造生物的遺傳基礎(chǔ)，從而培育出符合人們需要的優(yōu)良品種。第一節(jié)

多倍體育種概述我國水產(chǎn)動物多倍體育種：1995年11月

海洋高技術(shù)專項優(yōu)先啟動，設(shè)立了“海水養(yǎng)殖動物細胞工程育種技術(shù)”、“海域地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造探測技術(shù)”、“海洋石油地球物理測井成像技術(shù)”項目；1996年4月26日

國家科委上報國務(wù)院“關(guān)于在八六三計劃中增加海洋技術(shù)領(lǐng)域的請示”；1996年7月9日

國務(wù)院科技領(lǐng)導小組第二次會議批準海洋技術(shù)納入863計劃；1996年9月3日

成立“國家科委高技術(shù)計劃海洋領(lǐng)域辦公室”，設(shè)在國家科委社會發(fā)展科技司；第一節(jié)

多倍體育種概述我國水產(chǎn)動物多倍體育種：1996年12月5日

863計劃海洋技術(shù)領(lǐng)域三個主題專家組成立。1997年5月

國家863計劃三個重大項目“海洋環(huán)境立體監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)和示范試驗”、“海水養(yǎng)殖動物的多倍體育種育苗和性控技術(shù)”、“鶯瓊大氣區(qū)勘探關(guān)鍵技術(shù)”通過專家論證。2000年12月3日

863計劃“海水養(yǎng)殖動物多倍體育種育苗和性控技術(shù)研究”重大項目通過驗收第二節(jié)

多倍體誘導的方法與原理1.

多倍體誘導方法2.

三倍體誘導途徑3.

四倍體誘導途徑1.

多倍體誘導方法物理方法：溫度休克（temperature

shock）引起細胞內(nèi)酶構(gòu)型的變化，不利于酶促反應(yīng)，導致形成紡錘體所需的ATP的供應(yīng)途徑受阻，抑制細胞分裂。冷休克：

0-4℃熱休克：

30-36

℃處理時間：10～20min1.

多倍體誘導方法物理方法：靜水壓抑制紡錘體的形成，阻止染色體移動，從而抑制分裂壓力大?。?00-750kg/cm21.

多倍體誘導方法化學方法：細胞松馳素B(CB)：特異性破壞微絲，0.5-1.0mg/L，溶解在0.1%

DMSO中使用；二甲氨基嘌呤(6-DMAP)：蛋白質(zhì)磷酸化抑制劑；通過作用于特定的激酶，破壞微管聚合中心，濃度200-600μM；咖啡因:提高細胞內(nèi)Ca

2+，引起微管二聚體的解聚，濃度5-15mM1.

多倍體誘導方法生物學方法：遠緣雜交：草魚♀×鳙♂→

異源三倍體（Marian，1978）；草魚♀（2n＝48）×

三角魴♂（2n＝48）→草魴三倍體（3n＝72）（劉思陽，1987）1.

多倍體誘導方法生物學方法：核移植和細胞融合：停留在試驗階段，如鯉魚囊胚細胞與紅鯽卵融合，3.5%融合魚苗，四倍化草魚培養(yǎng)細胞的核移植至泥鰍的去核卵里，獲得了心跳期的存活胚胎四倍體和二倍體交配生產(chǎn)三倍體2.

三倍體誘導途徑貝類的配子精子：完成了減數(shù)分裂過程；卵子：停留在第一次減數(shù)分裂的前期或中期；魚類的配子精子：完成了減數(shù)分裂過程；卵子：停留在第二次減數(shù)分裂的中期；2.

三倍體誘導途徑抑制受精卵第二極體釋放圖1.

抑制太平洋牡蠣受精卵第二極體的染色體染色體分離模式圖解(從Guo,

1991)。2.

三倍體誘導途徑二倍體與四倍體雜交產(chǎn)生100%三倍體4n(雌)X

2n(雄)2n(雌)X4n(雄)3. 四倍體的產(chǎn)生途徑從二倍體直接誘導四倍體抑制極體的釋放（Pb1，Pb1+Pb2）抑制第一次卵裂細胞融合人工雌核發(fā)育3. 四倍體的產(chǎn)生途徑從二倍體直接誘導四倍體抑制第一極體釋放3. 四倍體的產(chǎn)生途徑從二倍體直接誘導四倍體202020

20 202020403. 四倍體的產(chǎn)生途徑從二倍體直接誘導四倍體細胞融合2n2n4n融合劑聚乙二醇（PEG）脂質(zhì)體激光電融合3. 四倍體的產(chǎn)生途徑從二倍體直接誘導四倍體人工雌核發(fā)育3. 四倍體的產(chǎn)生途徑利用三倍體誘導四倍體三倍體的受精卵＋抑制pb1第三節(jié) 多倍體倍性檢測染色體分析法流式細胞術(shù)極體計數(shù)法細胞測量法核仁計數(shù)法1.

染色體計數(shù)檢測倍性太平洋牡蠣的染色體（2n=20，3n=30）1.

染色體計數(shù)檢測倍性2n3n4n長牡蠣203040櫛孔扇貝385776皺紋盤鮑365472馬氏珠母貝284256貽貝2842562.

流式細胞術(shù)原理先制作細胞懸液，然后用與核酸特異性結(jié)合的熒光染料對細胞進行染色，流式細胞儀用激光激發(fā)結(jié)合在核酸的熒光染料，檢測每個細胞的核酸的熒光強度，DNA含量不同熒光強度也不同。3.

極體計數(shù)法2n3n4n4.

細胞測量法2n3n

=47.2微米，

=55.2微米，3n比2n卵直徑增加15%，體積增加54%長牡蠣5.

核仁計數(shù)法二倍體1－2個核仁，平均1.81；三倍體2－3個核仁，平均2.59長牡蠣第五節(jié)

多倍體誘導結(jié)果整倍體（三倍體、四倍體）非整倍體（以長牡蠣為例）目前發(fā)現(xiàn)10種類型的非整倍體：2n-1,2n+1,3n-2,3n-1,3n+1,3n+2,3n+3,4n-2,4n-1,

4n+1長牡蠣能耐受5~10%單倍染色體數(shù)目的得失第五節(jié)

多倍體誘導結(jié)果非整倍體（以長牡蠣為例）A.

2n-1=19；B.

2n=20C.

3n-2=28；D.

3n-1=29E.

3n=30；F.

3n+1=31第五節(jié)

多倍體誘導結(jié)果非整倍體（以長牡蠣為例）A.

2n+1=21;

B.

3n=30;

C.

3n+1=31D.

3n+2=32;

E.

3n+3=33;

F.

4n-2=38G.

4n-1=39;

H.

4n=40;

I.

4n+1=41第五節(jié)

多倍體誘導結(jié)果非整倍體出現(xiàn)的比率（以長牡蠣為例）表

2-1、對照組、CB

誘導三倍體(3nCB)及雜交三倍體((3nDT)組的倍率組別Group個體數(shù)(n)二倍體Diploid三倍體Triploid嵌合體Mosaic非整倍體 平均非整倍Aneuploid

體率(AN%)2n11010(100%)0002n21010(100%)0002n31010(100%)000 03nCB1301(3.3%)28(93.3%)103nCB2302(6.7%)25(83.3%)12(6.7%)3nCB3305(16.7%)24(80.0%)10 2.2%3nDT130026(86.7%)04(13.3%)3nDT230025(83.3%)05(16.7%)3nDT330020(66.7%)19(30.0%) 20%第五節(jié)

多（三）倍體的生物學特性存活能力性腺發(fā)育及繁殖力生長性比抗逆性風味遺傳穩(wěn)定性1.

三倍體的存活能力幼蟲成活率低誘導劑的的毒性作用致死基因的純合幼貝及成體的成活率正常長牡蠣

：40天~2年（Guo

&

Allen）華貴櫛孔扇貝：5月~17月（Wada）馬氏珠母貝：0.5~5齡（林岳光等）2.

性腺發(fā)育及繁殖力性腺發(fā)育程度低3n長牡蠣精巢發(fā)育程度為2n的1/2，卵巢為2n的1/4；繁殖力低3n長牡蠣能產(chǎn)生少量成熟生殖細胞（0.9~303萬，平均9.7萬），繁殖力為2n的2%；子代存活率低2n

X

2n變態(tài)時成活率20.6%，3n

X

3n成活率為0.0085%，3n的相對成活率為0.04%；2n

X

3n成活率為0.0007%3.

三倍體的生長三倍體貝類的生長快于相應(yīng)的二倍體2.5齡的悉尼牡蠣增重41%；19月齡的皺紋盤鮑增重20.1%，足肌增重17.6%；2齡馬氏珠母貝增重44%，軟體重增加58.4%，殼高增加13%；海灣扇貝閉殼肌增重73%，軟體重增加36%；1年的長牡蠣增重25.6~40%（繁殖季節(jié)2n軟體重下降高達64%）3.

三倍體的生長三倍體快速生長原因雜合度假說三倍體的個體增大現(xiàn)象是其雜合度增高的結(jié)果。從理論上講，三倍體的雜合度都高于二倍體，MI三倍體個體通常大于MII三倍體和二倍體也支持了這一假說3.

三倍體的生長三倍體快速生長原因能量再分配假說三倍體生長快于二倍體是由于三倍體的不育性，從而將配子發(fā)育所需的能量轉(zhuǎn)化為生長所致；三倍體長牡蠣在繁殖盛期之后生長快于二倍體（Allen

&

Downing,1986）支持了能量再分配假說。在其他一些研究中，三倍體貝類在繁殖季節(jié)生長速度快于二倍體，也傾向于能量再分配假說。但不能解釋幼蟲期和幼貝期的三倍體生長加快現(xiàn)象。3.

三倍體的生長三倍體快速生長原因多倍體巨態(tài)性假說三倍體貝類的個體增大現(xiàn)象可能是多倍體巨態(tài)性引起的（Guo

&Allen,

1994）。由于貝類的發(fā)育屬于“嵌和型”，缺乏細胞數(shù)目補償效應(yīng)，細胞體積增大而細胞數(shù)目并不減少，結(jié)果導致三倍體個體的增大。三倍體侏儒蛤（Guo

&

Allen,

1994）、長牡蠣（Guo

etal.,

1996）及馬氏珠母貝（姜衛(wèi)國等，1991）在性成熟之前就表現(xiàn)出明顯的生長優(yōu)勢支持了這一假說。4.三倍體的性比大部分貝類三倍體的性比與二倍體差異不顯著；三倍體中雌雄同體比例較高；美洲牡蠣12%長牡蠣20%三倍體砂海螂

77%為雌性，16具雌性特征，7%性腺不發(fā)育，無雄性個體。5.三倍體的抗逆性饑餓

饑餓130天長牡蠣的存活率低于二倍體病害

感染MSX和Dermo150天，美洲牡蠣二倍體死亡率100%，三倍體97.7%有機農(nóng)藥

三倍體長牡蠣對5種有機磷農(nóng)藥的抗性與二倍體無差異，但對多環(huán)芳烴3,4-苯并芘的抗性大于二倍體繁殖季節(jié)

三倍體成活率較高生長

優(yōu)良環(huán)境條件下三倍體生長快，在惡劣環(huán)境中則慢6.

三倍體的糖原含量變化風味繁殖期間3n太平洋牡蠣的肝糖含量為2n的5倍；2n糖原含量降低72%，3n僅降低8%