褐牙鲆和夏牙鲆杂交的遗传学研究

论文摘要

在进行褐牙鲆（Paralichthys olivaceus）和夏牙鲆（P. dentatus）的杂交及回交的基础上,利用染色体计数、AFLP、线粒体DNA和核基因部分序列等分析方法对褐牙鲆和夏牙鲆正反交和回交子代进行遗传学研究,探讨了褐牙鲆和夏牙鲆正反交不对称的遗传学基础及其生殖隔离现象,主要结果如下:1.褐牙鲆和夏牙鲆正反交的活力是不对称的,褐牙鲆♀×夏牙鲆♂的正交杂种活力正常,能够正常存活、生长和发育,而反交夏牙鲆♀×褐牙鲆♂的杂种体态畸形,孵出后不久死亡。染色体计数发现正交个体的染色体核型与父母本一致,均为48条端部着丝粒染色体;而反交杂种比亲本缺失了两条染色体,仅为46条端部着丝粒染色体,这表明反交杂种为非整倍体。进一步利用AFLP方法对遗传物质从亲本到子代的传递进行了分析,结果显示正反交遗传物质的传承方式存在很大差异。几乎所有亲本的AFLP位点（97.71%）均传递到正交子代。然而,仅有86.64%的AFLP位点从亲本传递到反交子代,反交子代中亲本位点的丢失比例显著高于正交子代和亲本种内交配子代的比例（ P < 0.05）,这可能与反交杂种染色体丢失有关。进一步分析发现,杂交组中的偏分离标记高于对照组,尽管经χ2检验发现其差异并不显著（P > 0.05）。2.对于可以成活的正交杂种进行培育达到性成熟后,利用褐牙鲆和夏牙鲆的精液分别与雌性杂交鲆的卵子进行母本回交实验。通过统计受精率、孵化率及杂交适合度值（CFM,受精率和孵化率相乘获得的结果）评估褐牙鲆和夏牙鲆的杂交可适度,结果表明正交及各回交组中的CFM值均显著低于褐牙鲆自交（P < 0.05）。同时,利用AFLP对回交子代基因组的变化进行了分析,发现回交中不仅存在亲本位点的丢失（褐牙鲆回交子代-回交1, 3.96%;夏牙鲆回交子代-回交2, 6.03%）的现象,也存在非亲位点（回交1, 5.63%;回交2, 3.28%）的现象。而且,两回交组合分别有27.40%和31.18%的AFLP标记偏离孟德尔遗传。3.利用线粒体DNA 16S rDNA、COⅠ基因及核基因rag1的部分序列对正反交及回交子代的线粒体及核DNA的传承进行分析,发现正反交子代的16S rDNA和线粒体DNA片段的同源性和母本一致,各回交组中16S rDNA和COⅠ基因片段与褐牙鲆的同源性较高（98%）,这表明褐牙鲆和夏牙鲆杂交及回交遵循母性遗传规律。但在回交子代中发现16S rDNA和COⅠ基因具有多种单倍型。褐牙鲆和夏牙鲆的rag1基因具有高度的保守性,但在正交子代中发现rag1多种单倍型。4.进一步利用线粒体DNA的16S rDNA、COⅠ基因的部分序列对8种重要海水养殖鱼类的系统进化分析,计算了其种间的遗传距离。根据这几种鲆鲽鱼的杂交是否可行的试验结果,评价种间遗传距离与杂交可适度的关系,结果表明,这8种鲆鲽鱼类的种间遗传距离与杂交可适度呈显著的负相关（r2 = 0.805,P < 0.01）,即种间遗传分化越大,杂交成功的可能性越小,这表明鲆鲽鱼类中可能存在物种进化的不亲和钟（Incompatibility clock）。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 第一节 鱼类杂交育种的研究进展
• 1.1.1 鱼类远缘杂交概述及其在水产育种中的应用
• 1.1.2 远缘杂交的不亲和性
• 1.1.3 鱼类远缘杂交的不亲和性
• 1.1.4 杂交育种的遗传学基础
• 1.1.4.1 杂交不亲和的遗传学基础
• 1.1.4.2 杂种优势的遗传学基础
• 1.1.4.3 杂种优势的预测
• 第二节 杂交遗传学分析的研究进展
• 1.2.1 形态标记
• 1.2.2 生化标记
• 1.2.3 细胞学标记
• 1.2.3.1 核型分析
• 1.2.3.2 基因组原位杂交
• 1.2.4 分子标记
• 1.2.4.1 限制性片段长度多态性
• 1.2.4.2 随机扩增多态性DNA
• 1.2.4.3 扩增片段长度多态性
• 1.2.4.4 线粒体DNA
• 1.2.4.5 微卫星DNA
• 1.2.4.6 单核苷酸多态性
• 第三节 鲆鲽鱼类杂交育种的研究进展
• 第四节 本论文的选题依据、目的及意义
• 第二章 褐牙鲆和夏牙鲆的正反交实验及其遗传学分析
• 第一节 褐牙鲆和夏牙鲆的正反交实验及其细胞遗传学分析
• 2.1.1 材料和方法
• 2.1.1.1 褐牙鲆及夏牙鲆的亲鱼培育
• 2.1.1.2 人工杂交实验
• 2.1.1.3 染色体制片
• 2.1.1.4 流式细胞仪检测DNA相对含量
• 2.1.1.5 数据统计分析
• 2.1.2 实验结果
• 2.1.2.1 褐牙鲆和夏牙鲆正反交受精率、孵化率及成活率的统计
• 2.1.2.2 染色体数目的统计
• 2.1.2.3 DNA相对含量测定
• 2.1.3 讨论
• 2.1.3.1 褐牙鲆和夏牙鲆的杂交
• 2.1.3.2 褐牙鲆和夏牙鲆杂交的亲和性
• 2.1.3.3 杂交中正反交的不对称现象
• 第二节 褐牙鲆和夏牙鲆正反交子代的AFLP分析
• 2.2.1 材料与方法
• 2.2.1.1 材料
• 2.2.1.2 基因组DNA提取
• 2.2.1.3 AFLP分析
• 2.2.1.4 AFLP反应程序
• 2.2.1.5 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
• 2.2.1.6 数据分析
• 2.2.2 实验结果
• 2.2.2.1 基因组DNA提取
• 2.2.2.2 预选择性扩增产物
• 2.2.2.3 AFLP标记在子代中的传递方式
• 2.2.2.4 AFLP位点从亲本到子代的传递
• 2.2.2.5 聚类关系图
• 2.2.3 讨论
• 2.2.3.1 杂交种的鉴定
• 2.2.3.2 杂交中遗传物质变异
• 2.2.3.3 偏分离标记
• 2.2.3.4 亲本基因型的不同贡献
• 2.2.3.5 不对称杂交的遗传学基础
• 第三章 褐牙鲆和夏牙鲆正交子代的回交实验及其AFLP分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 杂交鲆的培育
• 3.1.2 人工正交和回交实验
• 3.1.3 样品采集
• 3.1.4 AFLP分析
• 3.2 实验结果
• 3.2.1 回交组受精率、孵化率和杂交适合度的统计
• 3.2.2 AFLP分析
• 3.2.3 聚类分析
• 3.3 讨论
• 3.3.1 回交家系基因组的变化
• 3.3.2 回交中的杂交衰退
• 3.3.3 杂交育种中的杂交衰败
• 第四章 线粒体DNA 16S rDNA、COⅠ基因片段及核基因rag1片段在褐牙鲆和夏牙鲆杂交中的遗传
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 样品采取和总DNA的提取
• 4.1.2 PCR扩增及序列测定
• 4.1.3 目的DNA片段的回收
• 4.1.4 数据分析
• 4.2 实验结果
• 4.2.1 线粒体16S rDNA片段扩增结果
• 4.2.2 线粒体DNA细胞色素氧化酶Ⅰ基因部分序列的扩增
• 4.2.3 rag1 基因部分序列的扩增
• 4.3 讨论
• 第五章 鲽形目8 种经济鱼类杂交可适度的初步分析
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 样品的采取和总DNA的提取
• 5.1.2 16S rDNA片段和COⅠ片段的扩增
• 5.1.3 目的DNA片段的回收
• 5.1.4 鲆鲽鱼杂交试验数据的收集
• 5.1.5 数据处理
• 5.2 实验结果
• 5.2.1 16S rDNA和COⅠ基因片段的扩增结果
• 5.2.2 遗传距离和分子系统树
• 5.2.3 鲆鲽鱼的遗传距离和杂交的可适度的关系
• 5.3 讨论
• 5.3.1 鲆鲽鱼的杂交不亲和钟
• 5.3.2 鲆鲽鱼中的杂交不对称
• 结论
• 参考文献
• 已完成或发表论文目录
• 致谢