CN102007879B

CN102007879B - 雌核发育鲤鱼的培育方法

Info

Publication number: CN102007879B
Application number: CN2010105470630A
Authority: CN
Inventors: 刘少军; 刘筠; 邹拓谜; 肖俊; 肖军; 赵如榕; 罗凯坤; 陶敏; 张纯
Original assignee: Hunan Normal University
Current assignee: Hunan Normal University
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2030-11-16
Also published as: CN102007879A

Abstract

本发明涉及雌核发育鱼的培育，具体公开了一种雌核发育鲤鱼的培育方法，其步骤为：以雄性团头鲂和雌性普通鲤鱼作为父、母本亲鱼进行人工催产，然后将经过紫外线灭活的团头鲂精子与普通鲤鱼的成熟卵子混合，经1min～2min激活后，将被激活的卵子置于0℃～4℃温度条件下冷休克处理30min～40min，再将冷休克处理后得到的胚胎置于20℃～21℃水温下孵化，获得二倍体雌核发育鲤鱼。本发明方法培育的雌核发育鲤鱼后代性状优良、存活率高、遗传稳定。

Description

雌核发育鲤鱼的培育方法

技术领域

本发明涉及一种鱼类的培育方法，尤其涉及一种雌核发育鱼的培育方法。

背景技术

人工雌核发育技术被用于快速构建鱼类纯系，有非常明显的效果；同时，在鱼类性别决定、基因图谱的建立等领域也有着重要的意义和价值。一般雌核发育鱼的培育是采用鱼类单倍体卵子经遗传物质灭活的精子激活，再经过染色体的加倍处理，形成主要依靠卵子的遗传物质来发育的二倍体后代。用来激活卵子的精子，一般是异源精子，虽然经过灭活处理，但是存在“异精效应”。这种“异精效应”对雌核发育后代可能产生遗传改良的作用。另外，利用冷休克的方法进行雌核发育，使卵子经历了冷休克的过程，该过程能够淘汰体质弱胚胎，而筛选出具有生命力强的存活后代。

鲤鱼(Cyprinus carpio L.，2n＝100)属于鲤科、鲤亚科、鲤属，是我国淡水鱼类中品种最多、分布最广、产量最高的鱼类之一。团头鲂(Megalobrama amblycephala，2n＝48)属于鲤科、鲌亚科，其生长速度快，肉质细嫩。如何利用团头鲂使鲤鱼在体型和肉质方面得到改良，并且保证较高的存活率，是值得我们研究的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种后代性状优良、存活率高、遗传稳定、对生物学遗传育种研究具有重要意义的雌核发育鲤鱼的培育方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种雌核发育鲤鱼的培育方法，其步骤为：以雄性团头鲂和雌性普通鲤鱼作为父、母本亲鱼进行人工催产，然后将经过紫外线灭活的团头鲂精子与普通鲤鱼的成熟卵子混合，经1min～2min激活后，将被激活的卵子置于0℃～4℃温度条件下冷休克处理30min～40min，再将冷休克处理后得到的胚胎置于20℃～21℃水温下孵化，获得二倍体雌核发育鲤鱼。

上述的雌核发育鲤鱼的培育方法中，所述人工催产的具体方法优选为：在繁殖季节，对所述用作父、母亲鱼的团头鲂和普通鲤鱼进行注射，先对所述普通鲤鱼注射绒毛膜促性腺激素和促黄体素释放激素类似物，绒毛膜促性腺激素的用量为800IU/kg～1000IU/kg，促黄体素释放激素类似物的用量为20μg/kg～30μg/kg；3h～4h后再对所述团头鲂注射绒毛膜促性腺激素和促黄体素释放激素类似物，注射剂量相比普通鲤鱼减半；注射后按1∶(1～1.5)的数量比将所述父、母亲鱼放入同一产卵池中进行催产。

上述的雌核发育鲤鱼的培育方法中，所述紫外线灭活的具体方法优选为：先对所述人工催产后的团头鲂进行挤压，挤出的团头鲂精子用Hank’s液按1∶4的体积比稀释，然后以薄层形式平铺在4℃预冷的培养皿中，然后将培养皿置于垫有冰袋的摇床上，并用紫外灯在距离10cm～12cm处进行照射处理；在照射15min后，每隔2min沾取少量精液涂于载玻片上，用水激活，于显微镜下镜检判断其活性，当90％的精子只能原地转圈时停止照射，得到紫外线灭活的团头鲂精子。该优选的紫外线灭活的具体方法中，所述Hank’s液的配方优选为：KCl0.40g、NaCl 8.00g、NaHCO₃ 0.35g、KH₂PO₄ 0.06g、Na₂HPO₄·7H₂O 0.09g、Na₂HPO₄·12H₂O0.10g、MgSO₄·7H₂O 0.10g、MgCl₂·6H₂O 0.10g、CaCl₂ 0.14g、Glucose 1.00g；加蒸馏水配至1L。

本发明创新性地选用团头鲂精子作为刺激源通过冷休克处理来人工诱导雌核发育鲤鱼，因为团头鲂具有体背高、肉质好的特点，通过团头鲂的“异精效应”可以使得雌核发育鲤鱼在体背、肉质等方面得到遗传改良；通过冷休克处理，可以筛选到生命力强的雌核发育鲤鱼，达到提纯复壮的目的。另外，根据鲤鱼卵子质量发育较好的特点，本发明适当延长冷休克处理的时间，提高了染色体加倍的效率，从而也提高了雌核发育鲤鱼的存活率。同时，本发明中二倍体雌核发育鱼较易与远缘杂交后代及单倍体后代在外形、染色体等方面区分开来，有利于筛选出二倍体雌核发育鲤鱼。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明获得的雌核发育鲤鱼不仅肉质得到改良、体背增高，而且在鱼类遗传育种和生物进化方面具有重要意义。本发明方法用与鲤鱼亲缘关系较远的团头鲂精子诱导鲤鱼卵子进行雌核发育，显著提高了人工雌核发育的成功率和雌核发育后代的鉴定效率，表明用亲缘关系较远的灭活精子作为诱导源能显著提高人工雌核发育鱼的存活率，获得的大量雌核发育鲤鱼。此外，本发明的培育方法在生物进化研究和鱼类遗传育种方面也具有重要的生物学意义。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中母本鲤鱼、父本团头鲂精子及正常形态雌核发育鲤鱼苗的DNA含量峰值分析图；在该图中，x轴代表DNA含量的数量级，y轴代表测定的细胞数，每一峰值代表一群DNA含量相同的细胞，其中的A图表示母本鲤鱼的DNA含量峰值分析图；B图为刺激源团头鲂精子的DNA含量峰值分析图；C图为正常形态雌核发育鲤鱼苗的DNA含量峰值分析图。

图2为本发明具体实施方式中制备的雌核发育鲤鱼成鱼的外形图。

图3为本发明具体实施方式中雌核发育鲤鱼染色体数目及性腺结构比较图；其中，A图为雌核发育鲤鱼染色体中期分裂相(2n＝100)；B图为雌核发育鲤鱼的性腺结构(正常II期卵巢)。

图4为本发明具体实施方式中微卫星引物MFW4扩增的普通鲤鱼、雌核发育鲤鱼图谱；其中A图为普通鲤鱼的电泳图谱，B图为雌核发育鲤鱼的电泳图谱；第一泳道为pBR322 marker。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

一种本发明的雌核发育鲤鱼的培育方法，具体包括以下步骤：

1.在繁殖期前2～3个月挑选性成熟特征明显、体型好、体色鲜艳、体质健壮、无病无伤的雌性鲤鱼和雄性团头鲂个体作为亲鱼进行专池精养，合理投喂饲料，促进亲鱼性腺良好发育。

2.到了繁殖季节，挑选体征良好、性腺发育成熟的上述亲鱼注射绒毛膜促性腺激素(HCG)与黄体素释放激素类似物(LRH A)的混合液，以进行人工催产。先注射雌性鲤鱼，注射雌性鲤鱼时HCG的用量为800IU/kg～1000IU/kg、LRH-A的用量为20μg/kg～30μg/kg；3h～4h后再注射雄性团头鲂，剂量减半；注射后按1∶(1～1.5)的数量比将雌雄鱼放入同一圆形产卵池中，水面吊一纱窗网片，以检测亲鱼的发情产卵情况；注射时均采用胸鳍基部凹陷无鳞处腹腔一次性注射的方法，以减少实验操作对亲鱼的损害，提高亲鱼的产后存活率。当发现亲鱼在产卵池中呈“螺旋状”追逐、且纱窗网片上沾有适量卵粒后，开始拉网打捞亲鱼并进行检测(注意要用软质网，操作要轻，水中检测)；按一对一配对原则挑选2～3组催产效果良好的亲鱼进行后续的雌核发育鲤鱼的诱导培育。

3.对上述挑选出的亲鱼进行人工干法授精，先将挤出的团头鲂精子用Hank’s液按1∶4的体积比稀释，以1mm薄层分布在培养皿中，然后将培养皿置于垫有冰袋的摇床上，并用紫外灯在距离10cm～12cm处照射处理28min～32min(视精子活力情况而定)。在照射15min后，每隔2min用牙签沾取少量精液于载玻片上，用水激活，于显微镜下镜检判断其活性，当90％的精子只能原地转圈，活力明显丧失时停止照射。马上将灭活的精子与雌性鲤鱼的成熟卵子混合，并用干净羽毛充分搅拌，再把卵子平铺到盛有清水的培养皿中，1min～2min后，将卵子置于0～4℃温度条件下冷休克处理30min～40min，冷休克处理得到的胚胎在20℃～21℃水温下孵化，获得二倍体雌核发育鲤鱼。

Hank’s液配方如下：KCl 0.40g、NaCl 8.00g、NaHCO₃ 0.35g、KH₂PO₄ 0.06g、Na₂HPO₄·7H₂O0.09g、Na₂HPO₄·12H₂O 0.10g、MgSO₄·7H₂O 0.10g、MgCl₂·6H₂O 0.10g、CaCl₂ 0.14g、Glucose1.00g；加蒸馏水配至1L。

上述鲤鱼卵子在雌核发育过程中，胚胎的受精率为73％～76％，孵化率为38％～41％，13％～14％的胚胎能存活到第一次开口摄食。作为对照组的用紫外灭活的鲤鱼精子刺激鲤鱼卵子雌核发育，胚胎的受精率为69％～70％，孵化率为11％～12％，8％～9％的胚胎能存活到第一次开口摄食。

取母本鲤鱼和雄性团头鲂各1条以及获得的正常形态鱼苗10尾，用流式细胞仪(PartecGmbH)检测其DNA含量；具体操作如下：1)母本鲤鱼上机样品制备：于尾静脉取血，稀释成一定浓度，放入细胞核提取液(Partec)中约10min～15min，经过滤器(Partec)过滤，用DNA染色液(Partec)染色约5ml～10ml；2)团头鲂精液上机样品制备：轻挤雄性团头鲂腹部，可见白色精液流出；取少量精液，稀释，经过滤器过滤，用DNA染色液染色约5ml～10ml；3)鱼苗样品上机样品制备：剪碎，加生理盐水转入离心管中吹打，直至成为细胞悬液。经过滤器过滤，用DNA染色液染色样品约5ml～10ml。以母本鲤鱼体细胞DNA含量作为对照，各样品单独上机测定，分别测量团头鲂精子、正常形态的鱼苗DNA含量，检测结果如图1所示。由图1的A图可见，母本鲤鱼的平均相对DNA含量为103.09；由图1的C图可见，正常形态鱼苗的平均相对DNA含量为102.12，是母本鲤鱼的1倍左右(P＞0.05)，这充分证明本发明方法培育出的是加倍成功后的雌核发育鲤鱼；由图1的B图可见，团头鲂精子的平均相对DNA含量为34.59，流式结果说明其只是起到了一个刺激鲤鱼卵子发育的作用。

将上述检测初证后的雌核发育鲤鱼饲养到成鱼后，比较其外形与其母本普通鲤鱼的区别，目测发现它们在外部形态方面没有明显的差异。雌核发育鲤鱼有两对口须，外形保持明显的鲤鱼特征(见图2)。为了减小因鱼体大小不同而造成的误差，在综合分析时我们将传统的可量性状转换成可量比例性状，形态特征对比结果见下表1。

表1：雌核发育鲤鱼与亲本的形态特征比较

从上表1可以看出，雌核发育鲤鱼体高/体长上有一定程度的增加，体高/体长为0.39±0.02，介于刺激源团头鲂(0.43±0.01)和母本鲤鱼(0.35±0.03)之间，表现出体背较普通鲤鱼高的优良特性。

再用肾细胞直接制片法对雌核发育鲤鱼的体细胞染色体数目进行抽样检测，肾细胞分裂中期染色体制备过程为：实验鱼在18℃～22℃水温下培育1d～3d后，注射植物血凝素(PHA)1～3次，每次剂量为2～8μg/g体重，间隔时间为12h～24h，在解剖取材前2h～6h，注射秋水仙素，注射剂量为2～4μg/g体重；解剖取出肾组织，在生理盐水下研磨，20℃下用0.075mol/L的KCl溶液低渗处理40min～60min；然后用冰醋酸甲醇混合液(体积比1∶3)固定肾细胞1～3次；冰冻载玻片滴片。显微镜下观察染色体的形态和数目，统计其染色体数分布情况。由图3中的A图可见，用团头鲂精子诱导的雌核发育鲤鱼为二倍体(2n＝100)，检查连续两年内得到的所有雌核发育鲤鱼后代，无一尾鱼能挤出精液。随机解剖六月龄雌核发育鲤鱼后，肉眼可观察到粉红色性腺；取性腺的组织学切片观察发现：雌核发育鲤鱼性腺结构与母本鲤鱼相似，处于II期卵巢，其中均匀分布许多II时相的卵母细胞，发育正常(参见图3中的B图)。切片时采用的石蜡切片方法为：取六月龄的雌核发育鲤鱼卵巢，在Bouin’s液中固定3～7天后，乙醇梯度脱水，二甲苯透明，石蜡包埋，连续切片厚度为7μm，H-E染色，中性树胶封片，Olympus显微镜下观察，拍照。

采用微卫星技术，对雌核发育鲤鱼和普通鲤鱼的遗传纯度进行检测。采用Crooijmans等分离的普通鲤鱼的微卫星DNA引物及鲁翠云等分离的鳙鱼微卫星DNA引物，分别为MFW1、MFW4、MFW7、MFW11、MFW14、MFW16、MFW24、MFW29、MFW30、hljy2526和hljy3940(见下表2)。PCR扩增反应总体积为20μl，内含约20ng～40ng模板DNA、0.25μmol/L正、反向引物，0.6U Taq酶，0.8μmol/L MgCl₂，0.05mmol/L dNTP和1×Taq反应缓冲液。PCR反应程序：94℃预变性5min；94℃变性30s，退火30s(各对引物的特异退火温度见表2)，72℃延伸45s，35个循环；72℃终延伸10min。

表2：10对微卫星引物的序列、特异退火温度及等位基因范围

扩增产物用8％非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离，电泳缓冲液为1×TBE，电压280V，电泳3h左右。用0.5％的冰醋酸固定3min；2％的硝酸银染色5min；双蒸去水漂洗两次，第一次20s，第二次2min；0.54％甲醛显影约5min；最后用预冷的0.5％冰醋酸终止反应。显色后用GDS7500凝胶成像分析系统进行扫描，并用GelWorks1D软件(3.0版本)对每组微卫星引物所扩增出的DNA分子量大小进行估算。分析结果显示，所采用的10对微卫星引物均能在普通鲤鱼、雌核发育鲤鱼中稳定重复地扩增出相应的PCR产物，从带型来看，普通鲤鱼多样性较雌核发育鲤鱼丰富(参见图4中的A图和B图)。根据扩增结果，计算了普通鲤鱼、雌核发育鲤鱼两个群体内的遗传相似系数，雌核发育鲤鱼个体之间的遗传相似系数为(S＝0.9275)，普通鲤鱼的遗传相似系数为(S＝0.4466)，说明经过一代的雌核发育，遗传纯度大大提高，已基本达到建立纯系的目的。

任意两个个体间的遗传相似系数按照Nei等提出的相似率公式计算：Sxy＝2Nxy/(Nx+Ny)，其中，Nxy表示个体x和y之间共有的DNA扩增片段的数目，Nx和Ny分别为个体x和个体y的DNA扩增片段的数目。群体内的遗传相似系数(S)是群体内所有的两个个体间相似系数的平均值。

<110>湖南师范大学

<120>雌核发育鲤鱼的培育方法

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gtccagactg tcatcaggag gaggtgtaca ctgagtcacg c 41

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tactttgctc aggacggatg catcacctgc acatggccac tc 42

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Claims

1.一种雌核发育鲤鱼的培育方法，其步骤为：以雄性团头鲂和雌性普通鲤鱼作为父、母本亲鱼进行人工催产，然后将经过紫外线灭活的团头鲂精子与普通鲤鱼的成熟卵子混合，经1min～2min激活后，将被激活的卵子置于0℃～4℃温度条件下冷休克处理30min～40min，再将冷休克处理后得到的胚胎置于20℃～21℃水温下孵化，获得二倍体雌核发育鲤鱼；

所述人工催产的具体方法为：在繁殖季节，对所述用作父、母亲鱼的团头鲂和普通鲤鱼进行注射，先对所述普通鲤鱼注射绒毛膜促性腺激素和促黄体素释放激素类似物，绒毛膜促性腺激素的用量为800IU/kg～1000 IU/kg，促黄体素释放激素类似物的用量为20μg/kg～30μg/kg；3h～4h后再对所述团头鲂注射绒毛膜促性腺激素和促黄体素释放激素类似物，注射剂量相比普通鲤鱼减半；注射后按1∶（1～1.5）的数量比将所述父、母亲鱼放入同一产卵池中进行催产；

所述紫外线灭活的具体方法为：先对所述人工催产后的团头鲂进行挤压，挤出的团头鲂精子用Hank's液按1∶4的体积比稀释，然后以薄层形式平铺在4℃预冷的培养皿中，然后将培养皿置于垫有冰袋的摇床上，并用紫外灯在距离10cm～12cm处进行照射处理；在照射15min后，每隔2min沾取少量精液涂于载玻片上，用水激活，于显微镜下镜检判断其活性，当90%的精子只能原地转圈时停止照射，得到紫外线灭活的团头鲂精子。