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《华中农业大学》 2009年
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湖北省多倍体泥鳅分布格局及泥鳅育种基础研究

周小云  
【摘要】: 泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)的细胞学研究资料表明,泥鳅的染色体存在广泛的核型多态性。日本的野生泥鳅群体中,除了二倍体之外,还分布有大量的三倍体。通过诱导雌核发育和种间杂交,日本学者发现这些天然三倍体是由于群体中的二倍体泥鳅产生了不减数分裂配子(2n)而形成的。我国的泥鳅以二倍体和四倍体为主并且存在地理分布的多样性。泥鳅这种天然多倍体与二倍体共存的现象使之成为研究鱼类的细胞地理学、发育生物学和遗传育种学等领域的理想原材料。然而,我国目前对泥鳅多倍体现象的研究还比较薄弱,一是对于泥鳅细胞遗传学研究强度小,目前已有的泥鳅核型研究仅限于狭小区域的几个群体,且都是偶然的、断断续续的报道,其中部分结果还有待于进一步考证;二是利用天然四倍体育种以促进泥鳅产业发展的研究,目前还未见报道。本论文在广泛采样的基础上,对湖北省多倍体泥鳅的分布格局进行了详细的调查,并对天然四倍体泥鳅在育种中的应用价值进行了研究。主要内容包括以下几点: 1.湖北省多倍体泥鳅的地理分布格局调查 (1)对二倍体和四倍体泥鳅的形态特征进行比较分析发现,两种倍性的泥鳅在外部形态上几乎没有区别。将二、四倍体泥鳅18个可量性状的17个形态学参数建立判别函数进行判别函数分析,结果表明,利用所有具有极显著性差异的参数变量的最高区分准确率为93.4%,而仅利用头长/尾柄高和头长/吻长的比例组合区分的准确度为91.3%。因此,头长/尾柄高和头长/吻长的差异可作为区分二倍体和四倍体泥鳅的主要形态学标记。 (2)比较了形态学分析法、染色体计数法、红细胞核体积测量法及流式细胞计数法在泥鳅多倍体倍性检测中的适用性。结果表明,流式细胞计数法准确、快速、适合大样本量的泥鳅倍性分析。采用该方法对湖北省27个群体的1138尾泥鳅样本进行倍性鉴定发现,湖北省的泥鳅以二倍体为主,四倍体泥鳅主要分布在沿长江主干流的部分群体中;在沿涢水水系的群体中,发现有二倍体和四倍体泥鳅共存的现象,但在这些群体中没有检测到三倍体;在神农架群体中,海拔2500米处泥鳅群体为二倍体,而海拔1200米及海拔600米处的泥鳅群体为四倍体。多倍体泥鳅分布的规律性不强,与二倍体之间没有严格的地理隔离。 (3)在汉川市汈汊湖区,发现有少量的天然六倍体,这些六倍体泥鳅的形态特征与二、四倍体没有明显的区别,其染色体数为6n=150(24m+18sm+108t)。 2.不同细胞型泥鳅的繁殖与生长性能比较 (1)将天然四倍体泥鳅(T)与二倍体泥鳅(D)自交和正反杂交,产出了二倍体(DD)、三倍体(DT和TD)和四倍体(TT)泥鳅。受精率统计结果显示,DD和TD细胞型泥鳅之间没有显著性差异(P>0.05),表明二倍体和四倍体雌性泥鳅的受精能力相似;DD细胞型泥鳅的受精率显著地高于DT,且TD的受精率也显著地高于TT(P<0.05),表明四倍体雄性泥鳅的受精能力低于二倍体。 (2)对二倍体和四倍体泥鳅精子的DNA含量、显微及超微结构进行了比较。结果表明,四倍体泥鳅精子的形态结构与二倍体基本相同,都是由头部、中段和鞭毛三部分组成。四倍体泥鳅精子的DNA含量为2.56±0.08pg N~(-1),为二倍体(1.33±0.05pg N~(-1))的两倍。四倍体泥鳅的线粒体数目约为34±5,比二倍体(24±4)多41.7%。线粒体是精子运动的能量来源,这种未成倍增加线粒体的现象可能是导致四倍体雄性受精能力较差的主要原因。 (3)将二倍体(DD)、三倍体(DT和TD)及四倍体(TT)泥鳅在完全相同的养殖环境中进行15个月的养殖实验发现,TT的存活率明显低于其它细胞型的泥鳅,DD存活率最高,DT和TD没有明显差异。TT泥鳅存活率较低的现象表明其抗逆性较差。第一个月的养殖结果显示,生长率DD与DT相似,TD与TT也相似,但同为三倍体,TD的生长率却明显高于DT,这种结果表明三倍体泥鳅的生长可能存在“母源效应”。15个月的养殖试验结果显示,四种细胞型泥鳅的生长速度依次为TD>TT>DT>DD。 (4)分别对7月龄和10月龄的二倍体(DD)、三倍体(DT和TD)以及四倍体(TT)泥鳅的卵巢发育情况进行了组织学观察,发现四种类型泥鳅的卵巢均能正常发育,区别为不同类型泥鳅的卵巢发育的时期不一致,其先后顺序为:DD>DT>TT>TD。卵巢正常发育的现象,限制了三倍体泥鳅的实际应用价值。 3、不同细胞类型泥鳅的微卫星基因杂合度比较 以等位基因频率为基础,利用11个微卫星基因座对二倍体(DD)、三倍体(DT和TD)以及四倍体(TT)泥鳅群体进行了杂合度分析。结果表明,不同细胞类型泥鳅群体在同一位点的杂合度存在诸多差异。DD、DT、TD和TT组的平均杂合度分别为0.4779、0.6287、0.5547和0.4448,组间差异明显。TT组中大量纯合个体的现象可能与其较低存活率有关。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S966.4

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