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家蚕无性繁殖系的构建及其遗传特性研究

王永强  
【摘要】: 动物的有性繁殖是自然界普遍的遗传现象,是繁殖后代的主要方式,作为重要经济昆虫的家蚕也是如此。家蚕有性繁殖为育种创造了丰富的遗传变异,通过杂交改良等方法培育出了许多经济性状优良的家蚕品种,促进了品种的更新换代和茧丝产质量的提高。但是,随着有限种质资源的重复利用,育成的品种逐渐出现血统相近,性状类同的现象,难以取得突破性进展。同时,随着对家蚕育种研究的深入和生产上不同的需求,总希望按人的意愿来调控后代性别比例,从而达到性别控制的目的。如雄蚕与雌蚕相比具有食桑省、养蚕成本低、出丝率高和丝质优等特点,因此在农村专养雄蚕比饲养雌雄蚕各半的常规品种,可提高经济效益10%以上。而在蚕种场则不同,是希望多养雌蚕以提高其制种效益。因此,实现“农村专养雄蚕,蚕种场多养雌蚕”是蚕业界人士追求的目标,中、日、俄等国的研究者纷纷从不同角度研究蚕的性别控制技术。1996年浙江省农科院蚕桑研究所从俄罗斯引进了家蚕性别控制系统,开展了平衡致死系的转育和改良研究。目前已经育成几对经济性状优良的雄蚕品种并在农村饲养获得成功。但是,由于目前雄蚕杂交种的生产成本较高,在一定程度上限制了其大面积推广应用。若将具有高诱导率、高孵化率并且经济性状优良的雌蚕无性繁殖系作为与平衡致死雄蚕对交的母本,代替目前的常规品种(雌雄各半,雄的不利用),可大幅度降低生产雄蚕杂交种的制种成本,加快专养雄蚕的产业化进程。为此,开展了家蚕无性繁殖系的构建及其遗传特性的研究工作。同时,此研究也是我国家蚕无性繁殖研究在学术上得到进一步的创新和完善的需要,并且也能丰富我国家蚕种质资源;为家蚕遗传育种提供新的方法:为研究基因表达、性状形成、杂种优势机理等重要理论问题,进而加以有效利用提供新的途径。 本论文主要研究内容包括:家蚕无性繁殖诱导条件的优化;从家蚕处女蛾获取未受精卵的实用技术研究;二化性家蚕品种无性繁殖特性的遗传资源调查:二化性雌蚕无性繁殖系的构建:家蚕无性繁殖性状的遗传效应分析;家蚕无性繁殖品种的蛋白质研究:家蚕无性繁殖品种与其两性亲本生长发育对比研究:控制家蚕无性繁殖性状的基因的RAPD分子标记探索以及家蚕无性繁殖系的利用研究等九个方面,取得的主要结果如下: 1.对我国50个二化性现行品种资源进行无性繁殖发生率调查,结果表明各品种都可经诱导获得一定比例的无性繁殖发育卵和幼虫,但品种间存在较大差异,其发生率范围在11.99~88.88%之间,有1/3品种的无性繁殖发生率达到70~80%,而杂交种的无性繁殖发生率明显超过原种的水平,因此,在我国二化性蚕品种中可获得雌蚕无性繁殖系培育所需的优良种质资源。 2.以我国家蚕二化性现行品种为材料所进行的诱导条件优化研究,首次探明了温汤处理时温度对无性繁殖发生率的影响效应显著超过处理时间。在40℃~50℃之间的温度处理都可获得一定比例的无性繁殖发育卵,但低于40℃或高于50℃的温度处理发生率明显—下降。针对我国的二化性家蚕现行品 种,其无性繁殖诱导温度以44 ’C~46’C为宜;无性繁殖的处理时间适应范围较广,从3min~68min 都可获得一定比例的无性繁殖发育卵,我国的二化性家蚕现行品种,其无性繁殖处理时间以14~ 16min为宜。 3.对我国二化性家蚕品种未受精卵不同卵龄与无性繁殖发生率的关系研究结果表明,12~36hr卵龄 的未受精卵进行处理时,无性繁殖发生率较高;对我国二化性家蚕品种未受精卵不同保护方式与无 性繁殖发生率的关系研究结果表明,未受精卵体外保护方式的无性繁殖发生率稍高于体内保护方式。 4.为解决今后无性繁殖技术推广应用中的难题,即简单易行的大量获取未受精卵的技术问题,在刺 缘 激处女蛾快速产卵的简便方法上做了大量的创新性研究工作,结果表明用温度激变的方法效果比较 .理想,即对处女蛾用5’C温度冷藏4d后,将其移入30C的高温环境条件下产卵,可使处女蛾在6hr内 的产出卵率达到80%左右,所产下的卵进行无性繁殖诱导可获得较高的发生率。 5.用350G的剂量处理羽化前1日的雄蛹,羽化后与处女蛾交配,可使雌蛾产出卵率与有性繁殖相 同,并且经诱导可获得高比例的无性繁殖发育卵。在幼虫期利用标记基因,证实有45.94%的个体为 无性繁殖后代,其余部分则是有性繁殖后代。前者生长发育正常,而后者一般不能完成整个世代; 作为对照即产下的卵在不进行无性繁殖处理的情况下,也可获得高比例的发育卵,幼虫期标记基因 证实 41.77%的个体为无性繁殖后代,比例稍低。该试验结果表明辐射后部分精子虽然没有受精能力, 但其作用可以认为与受精作用及温汤处理作用具有相似的效应。另外,用700G的剂量处理表明, 羽化后雄蛾的交尾能力受到很大影响。因此,若用该方法刺激处女蛾产卵,合适剂量有待于在350G~ 700G之间进一步细化探索。


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