06 第五章 贝类育种.ppt

第1页：……提纲：概述

……提纲

• 概述
• 多倍体育种的应用
• 技术操作
• 前景展望

第2页：贝类养殖具有食物链短

概述

• 贝类养殖具有食物链短、定居性强、育苗和养殖基础好、成本相对较低等特点
• 近几年出现了严重制约产业发展的“瓶颈”问题，单产降低、品质下降、大面积死亡现象时有发生，造成了严重的经济损失。
• 水产养殖业迫切需要生长快、品质优、抗逆能力强的养殖贝类新品种，以推动贝类养殖业的发展。

第3页：应用海洋生物技术培育

多倍体育种的应用

应用海洋生物技术培育海水养殖新品种是近年来的研究热点。其中应用染色体操作技术培育多倍体的研究是最活跃和最具应用潜力的领域之一。

多倍体培育具有投入相对少、目的性强、见效快、效率高等特点。贝类多倍体研究的主要目的是生产不育的三倍体。

第4页：多倍体的种类

多倍体育种的应用

• 多倍体的种类
• 根据产生方法分为：天然多倍体和人工多倍体
• 根据染色体来源分为同源多倍体和异源多倍体
• 根据染色体数目分为三倍体四倍体、六倍体、八倍体,依次类推。

第5页：凡是体细胞中含有一套染色体组

多倍体育种的应用

凡是体细胞中含有一套染色体组的生物称为单倍体，用n表示，具有两套染色体组称为二倍体，用2n表示，自然界中存在的生物大部为二倍体。

由于自然或人为因素使体细胞中染色体组增加，将形成多倍体。贝类的精子在排放前已完成了两次减数分裂过程，形成单倍性的精子，而卵子尤其是瓣鳃纲的卵子在排放时一般停止在第一次减数分裂的前期或中期，在受精后或经激活后再完成减数分裂，释放出两个极体后，雌雄原核融合或联合，进人第一次有丝分裂，即卵裂。

这一延迟的减数分裂过程为贝类多倍体遗传育种操作提供了有利的时机和条件。迄今为止，利用各种方法已在30余种贝类中进行了多倍体的研究。

第6页：贝类多倍体技术操作：化学法

贝类多倍体技术操作

• 化学法
• 细胞松弛素B(cytochatgin B，简称CB)：真菌的一类代谢产物。CB处理可诱发一系列细胞学效应，如细胞骨架的变化、多核化、破坏微丝等。一般认为CB特异性破坏微丝，最终导致细胞分裂的由微丝构成的收缩环解体，抑制细胞质分裂，阻止极体的释放，从而产生多倍体。CB是一种致癌剂，水溶性较差，一般溶解在1％的二甲基亚矾(DMSO)中，而且处理结束后需用含1DMSO的海水浸洗受精卵，去除残留的CB。

第7页：贝类多倍体技术操作：化学法

贝类多倍体技术操作

• 化学法
• 6—二甲基氨基嘌呤(6dimethylaminopurine，简称6—DMAP)：嘌呤霉素的一种类似物，抑制蛋白质磷酸化，通过作用于特定的酶，破坏微管的的聚合中心，使微管不能形成，从而抑制极体的形成和释放。6—DMAP是一种非致癌性，具水活性。
• 咖啡因(Caffeine)：其作用效果在于提高细胞内的Ca2+。由于微管对Ca2+浓度敏感，当Ca2+浓度极低或高于10—3时，会引起微管二聚体的解聚，阻止细胞分裂，从而形成多倍体。

第8页：贝类多倍体技术操作：化学法

贝类多倍体技术操作

• 化学法
• 秋水仙素(Colchicine)：能抑制微管的组装，使已有的微管解聚，从而阻止纺锤体的形成或破坏已形成的纺锤体，使细胞的染色体加倍而不分离。该种诱导剂在植物中的应用较为广泛且成功，在贝类及其他动物中的应用较少。此外，聚乙二醇(PEG)、氰化钙(CL)]等化学试剂对抑制细胞分离，使染色体加倍也有一定的作用。

第9页：贝类多倍体技术操作：物理法

贝类多倍体技术操作

• 物理法
• 温度休克；其作用机制是温度的变化引起细胞内酶构型的改变，不利于酶促反应的进行，导致细胞分裂时形成纺锤体所需的ATP的供应途径受阻，使已完成染色体加倍的细胞不能分裂。所用的温度因种类不同而有所差异。
• 静水压：即利用专门的静水压设备产生的压力施加于处理对象。其作用机制是抑制纺锤体的微丝和微管的形成，阻止染色体的移动，从而抑制细胞的分裂，形成多倍体。此外，电脉冲也可诱导多倍体。

第10页：生物学方法

贝类多倍体技术操作

生物学方法四倍体(T)与二倍体(D)杂交生产贝类三倍体，三倍体率可高达100％，该方法简单，操作方便，避免了理化处理对胚胎发育的影响，能提高胚胎的孵化率和幼虫的存活率，适合于生产性养殖。

此外，利用四倍体与异种二倍体杂交可产生异源三倍体。目前，太平洋牡牡蛎四倍体与近江牡蛎二倍体杂交已成功地培育出异源三倍体后代。

第11页：如何运用高效

前景展望

如何运用高效、经济的方法培育三倍体苗种，具有生产价值，这是人们所关心的。当前，诱发贝类三倍体主要是使用CB。此药非常有效但价格昂贵，具有多种强烈效应，使用时必须特别谨慎。

在使用过程对工作人员及其废液对环境的可能影响，目前尚无法预测未来会出现问题的可能性。因此，寻找一种能高效产生三倍体的新方法是今后研究的一个重要课题。

第12页：三倍体研究

前景展望

三倍体研究中，采用杂交、种间杂交或精子融合等生物学方法进行发培育的较为少见，而开展这方面的研究，在理论和实践上均很有意义。

四倍体能与二倍体杂交产生l00％的三倍体，这在太平洋牡蛎中已得到证实。因此，同源四倍体贝类的培育技术已成为目前多倍体研究的热点之一；四倍体与二倍体杂交、方法简便，能高效、稳定地生产三倍体，是实现三倍体产业化的最佳途径。

但迄今为止只在太平洋牡蛎、贻贝等少数贝类中诱导出可成活的四倍体，对其它贝类诱导出成活四倍体的难度很大、而同源四倍体的繁殖能力如何，能否建立稳定的四倍体品系，是今后贝类多倍体育种必须解决的问题：另外，异源多倍体的研究也是今后多倍体研究的发展方向。

理论上异源多倍体的诱发有可能综合杂交育种和多倍体育种的优势，扩展多倍体育种研究的领域，培育出满足人们需要的新品种。由于异源四倍体的高度可育性，可以克服同源四倍体育性较差及亲本群体的自繁殖问题，可望有效地实现四倍体与二倍体杂交解决生产中三倍体苗种来源的途经。

第13页：在人工诱发贝类三倍体的各种方法

前景展望

在人工诱发贝类三倍体的各种方法中，冷刺激与CB处理相比，在三倍体诱导率相近的情况下，冷刺激也存在一些缺陷，即胚胎的死亡宰较高，孵化率较低，非整倍体出现率较高，而且非整倍体数量随着低温处理强度的增强而增加。

但是，冷刺激所需要的成本较低而且操作简便，如果进一步提高多倍体诱导率，则此法适于在生产实践中大规模应用。因此，很有深入研究探讨的必要。

第14页：贝类三倍体的不育性

前景展望

贝类三倍体的不育性是人们所期待的，但有些种类。(如长巨蛎和华贵栉孔扇贝)三倍体的性腺发育处于受抑制状态，少数个体仍有精母细胞和卵母细跑的发育和精、卵的形成，并伴有生卵和排精现象。

因此，需要进一步研究三倍体不育或抑制性细胞产生的机制，把握不育的“程度”以及性细胞形成的时期。

第15页：前景展望：一般认

前景展望

一般认为，贝类三倍体的生长优势比较明显，但是三倍体对寿命和存活率有无影响，生长优势的表现规律及能量分配情况，三倍体对高水温、低水温、氧气以及低比重的耐受性等等，心需要深入研究。

第16页：谢谢

谢谢