海洋生物技术及应用

雌核生殖卵子的二倍化
• 温度处理(冷休克或热休克)、静水压和化学 药物； • 常用方法： • 寒冷水域的鱼，如大马哈鱼等，用28~30 度高温刺激十几分钟（热休克）； • 暖水性鱼类，如罗非鱼，用0~4度低温刺 激（冷休克）；
人工诱导雌核发育流程
雄鱼 精子
紫外照射
雌鱼 卵子
无核精子
假受精 第一次卵裂
海洋生物技术及应用
遗传育种； 海洋天然产物介绍； 海洋生物的细胞培养和生物反应器； 人类活动对海洋生物的影响和作用。
遗传育种
性别控制； 转基因鱼； 不育技术； 克隆鱼。
性别控制
为什么控制性别？？？
• 不同性别的动物其生长速度不同； • 牙鲆、真鲷、鲈鱼、虹鳟、大马哈鱼、对虾 等，都是雌性个体比雄性同龄个体大； • 罗非鱼相反，雄鱼比雌鱼长得快； • 雌性鲻鱼的经济价值是雄鱼的7~8倍； • 有选择地进行单性动物养殖，可以大大提高 产量和经济价值；
雌鱼 雄鱼
• 超雄鱼的培育（雄核发育技术）；
卵子 紫外照射 无核卵
受精
精子
温度处理 纯合二倍体
雌鱼
超雄鱼
超雄鱼的培育（雌性同配）
雄仔鱼
雌激素 雄鱼 • 超雄鱼的培育（激素诱导与正常交配结合） 假雌鱼
卵子
精子
受精 雌鱼 雄鱼 雄鱼 雄鱼
贝类人工雌核发育二倍体的研究现状
• 太平洋牡蛎、香港巨牡蛎、皱纹盘鲍 、贻 贝和地中海贻贝中成功诱导并获得了具有 生活力的雌核发育二倍体，但还没有培育 到成体的报道。
人工诱导雌核发育
• 始于20世已开展了雌核育苗并取得成功； • 作用：性别控制、建立纯系。
人工诱导雌核发育流程
雄鱼
精子 紫外照射 无核精子 假受精 第一次卵裂 温度处理 纯合二倍体培养 卵子
雌鱼
全雌后代
两个重要步骤
• 诱发卵子雌核生殖； • 雌核生殖卵子的二倍化。
模板DNA 加热，变性
DNA双螺旋的氢键断裂，双链解 离形成单链DNA
温度下降，退 火
引物与模板DNA杂交
引物延伸
形成两条与模板DNA完全一致 的DNA链
经过若干个循环后，模板DNA大量扩增
引物设计基本原则
引物长度：一般以15~30bp为宜； 引物扩增跨度：一般以大于200bp为宜； 引物碱基分布：尽可能随机； 引物碱基G+C含量：宜在45%~55%左右。
雄的挑出来扔掉，雌的留下？？？ 性成熟之前，鱼类的性别很难辨别。
鱼类的性别决定
• 一部分鱼的雌性性染色体为XX，称“雌性 同型配子动物”或“雌性同配动物”；雄 性性染色体为XY;
• 也有雌性个体性染色体为ZW，称“雌性异 配动物”；雄性性染色体为ZZ。如：金黄 罗非鱼。
全雌鱼的培育（雌性同配）
• 孤雌生殖：卵子不经过受精，便直接发 育成个体的生殖方法。如：蚜虫、卤虫、 新月鱼。 • 人工诱导雌核发育技术； • 性激素诱导； • 假雄鱼与雌鱼交配产生后代。
引物内部不应形成二级结构； 引物的特异性； 引物3’末端的碱基与模板DNA严格 配对； 3’末端的末位碱基最好选T、C、G， 而不选A； 引物5’末端的碱基没有严格的限制。
已知基因组序列或EST序列
>gi|83415155|ref|NM_001037706.1| Danio rerio somatolactin alpha (smtla), mRNA
温度处理 纯合二倍体培养
全雌后代
激素诱导
• 性腺未分化之前，投喂雌激素，可使雄鱼
性别反转为雌鱼； 性腺未分化之前，投喂雄激素，可使雌 鱼性别转变为雌鱼；
激素诱导与正常交配结合
雌仔鱼 雄激素 假雄鱼
雌鱼
精子
卵子
全雌后代
全雄鱼的培育（雌性同配）
超雄鱼 雌鱼
精子
卵子
受精卵
全雄鱼
超雄鱼的培育（雌性同配）
• 国内，迄今未见有二倍体化的贝类雌核发 育个体存活的报道。
基因工程技术及应用
已完成基因组测序的海洋生物
• • • • • • • • • • 褐藻水云； 海绵； 玻璃海鞘； 佛罗里达文昌鱼； 日本文昌鱼； 象鼻鲨； 香港巨牡蛎； 半滑舌鳎； 斜带石斑鱼，； 大黄鱼；
目
科
象鼻鲨
鲈形目
石首鱼科
• GTGTGTGTTGTGTGTGTGTTTGTAAAGCCGGCAAGTGACCATTGAGAAAT CTGGGCAAAAATGAACACAGTTAAAGTTCTGCAGGTGTGTGTGTGTGTG CTGATTCTGGGTCAGTTTTTGGTTTCGGGTGCTGTTCCTCTGGACTGTAA GGATGACGCTGGATCTCGATGTGCTTCGATCTCTCAGGAAAAGCTTCTGG ATCGAGTGATCCAGCATGCTGAGCTCATTTACCGCGTCTCTGAGGAGTGC TGCACTTTGTTTGAGGATATGTTCGTCCCGTATCCACTGCATGTGTTGATC AACCAGGCTGGAAACACCTGCCACAGCAAACACATCCCCATCCCAACATC CAAGAGTGAGATTCAACAGATATCGGACTCATGGCTGCTTCACTCAGTGC TGTTCCTGGTTCAGTCGTGGATGGAGCCGCTGCTGTATCTGCAGACGACT CTCGACCGATACGATGACGCTCCCAACGCTCTGCTCAGCAAAACCAAGTG GGTTTCTGACAAACTGCTGAGCTTGGAGCAGGGGGTGGTGGTGCTCATC CGCAAGATGCTGGACGAGGGAATCATGGCATCCTCCACCATCTTCGATCA CACTCAGAGCCCGTATGACGGTCAGTTCCCGGAGGTGCTGGAGTCTGTG ATCAGGGATTATCATCTGCTCACCTGCTTCAAGAAAGACACACACAAAAT GGAGACCTTCCTCAAGCTGCTCAAGTGCAGACAGAGCAACAAACTCAGC TGCCTGCCCCAATAAACACACACAGAGAGAGAAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAA
大黄鱼
鲽形目
鳎科：眼睛位于头的右侧。
半滑舌鳎
鲈形目
鱼旨
科
聚合酶链式反应 （Polymerase Chain Reaction，PCR)
1985年 美国PE-cetus公司的人类遗传研究室 的Mullis等人发明了PCR技术； 1993年 Mullis因PCR技术获得了诺贝尔奖；
PCR原理示意图
诱发卵子雌核生殖
• Coγ射线、紫外线和化学药物灭活精子，使其遗传物 质失活但是保持与卵子结合的能力；
• 国内大都用紫外线灭活精子；
• 但是不同物种的精子其紫外线照射的强度、照射距 离和时间都不同，同种物种的精子，其照射距离、 照射、照射强度不同，照射时间也不同。如：当照射
距离在6-11cm 之间时，距离每增加 1cm ，照射时间就要增加2 min 左右；当照射距离不变时， 用两支 30 W 的紫外灯比用1支灯 管的照射时间缩短近一半。