贝类的育种w

多倍体贝类的生物学特征
1、多倍体的存活能力 a. 三倍体的贝类是可以存活的，但与正常的二倍体相比，三 倍体的幼虫成活率一般较低。三倍体幼虫较低的存活率一般认为
不是由于倍性引起的，而主要是其他因子，如诱导处理时诱导剂
潜在的毒性影响或者由于第二极体的抑制导致致死基因的纯合等。
三倍体贝类在养成阶段的存活率与二倍体无明显差异
Stanley(1981)：美洲牡蛎
太平洋牡蛎 2n=20 ，3n=30， 4n=40 栉孔扇贝 皱纹盘鲍 2n=38 ，3n=57， 4n=76 2n=36 ，3n=54， 4n=72
合浦珠母贝 2n=28 ，3n=42， 4n=56 贻贝 2n=28 ，3n=42， 4n=56
多倍体育种:通过增加染色体组的方法来改造生物的遗传基础，
b. 四倍体贝类的生活力明显低于三倍体和二倍体。
通过抑制受精卵第一极体的排放及抑制第一次卵裂等方法在多种贝类
中获得了四倍体胚胎，但仅在地中海贻贝和菲律宾蛤仔检测到了个别存活到
变态的四倍体，其它皆不存活。其原因可能有二：1)有缺陷的隐性基因的纯
合；2)核质不平衡引起的发育和遗传障碍使幼虫难以发育下去。
单体酶、二聚体酶和四聚体酶 的相对染色强度比在2n杂合子 中,分别为1:1；1:2:1；和 1:4:6:4:1，3n则分别为2:1， 4:4:1和 1:8:24:32:16
单体酶、二聚体酶和四聚体酶的染色模式图 (Allen,1982).
5、极体计数法
6、细胞测量法
=55.2微米 =47.2微米 3n比2n卵直径增加15%，体积增加54%
太平洋牡蛎的卵子大小
7、利用核仁数目判断倍性
2n牡蛎血细胞，
平均核仁数1.81
3n牡蛎鳃细胞， 4n牡蛎鳃细胞，
平均核仁数2.59 平均核仁数3.51
种类 太平洋牡蛎 C.gigas
群体及年龄 3月龄四倍体 1龄杂交三倍体
检测个数 AN（%） 30 90 7（23.0%） 18（20%） 33（28.7%）
目前在双壳贝类中未发现有性染色体存在，对其性别决定机制也所知甚少。
仅发现成熟的雌核发育二倍体侏儒蛤全部表现为雌性，这表明侏儒蛤的性别 决定机制可能与果蝇相同，属于XX(雌)、XY(雄)型(Guo and Allen,1994c)。
5、多倍体的抗逆性

三倍体贝类由于具有比二倍体多的染色体组而成为非自然种生物，因而适 应环境的能力不同于自然群体。在营养不足的情况下，三倍体的生存能力低于
从而培育出符合需要的优良品种，达到人类利用的目的。
•
贝类的配子
•精子：完成减数分裂；
•卵子：停留在MDI前期或中期。
第一种途径：
抑制受精卵第二极体释放
原理：
抑制第二极体的释放或第一次有丝分裂的抑
制使卵子停留在第一次减数分裂的前期或中期。
•
化学诱导：

细胞松驰素B(CB)：0.5-1.0mg/L，溶于0.1% DMSO中使用； 二甲氨基嘌呤(6-DMAP)：200-600M；
4、多倍体贝类的性比
在抑制极体产生的多倍体群中，雌雄比例与其二倍体对照组无明显差异， 而雌雄同体的比例较正常二倍体高的多，在美洲牡蛎三倍体群中雌雄同体比 例高达12%，三倍体太平洋牡蛎中雌雄同体率达20%(Allen, 1987), 而自然群体 中雌雄同体比例一般低于0.1%。然而也有例外，Allen等(1986)发现，在人工 诱导的三倍体砂海螂中，77%为雌性，16%具有雌性的组织学特征，其余7% 性腺完全不发育，未发现雄性个体。
诱导率不稳定。
总的来说,多倍体是由于细胞内染色体加倍而形成的.染色体加倍则通过卵子第 二极体的保留或受精卵早期有丝分裂的抑制而实现.
第二种途径
2n x 4n →100% 3n
优点： （1） 操作简单； （2）无毒副作用； （3）3n%=100%。
2n X 4n→3n 示意图
关键问题：四倍体的获得
Guo和Allen(1994a)在对太平洋牡蛎的研究中，利用三倍体产生的体积 较大的卵子，与正常的精子受精后抑制第一极体的排放，获得了具有存活能 力的四倍体，存活率仅为0.0739%。
2、多倍体的生长
a、几乎在所有研究的贝类中，三倍体贝类的生长都快于 相应的二倍体。三倍体贝类的生长优势除了与其育性差而将 配子发育所需的能量转化为生长有关外，可能还与其较高的
3、四倍体育种的方法和原理
4n的产生途径：
（1）从2n直接诱导4n （2）利用3n诱导4n
（1）从2n→4n
•抑制极体的释放
•抑制第一次卵裂
•细胞融合
•人工雌核发育
抑 制 第 一 极 体 释 放
抑制第一次卵裂
细胞融合：
合子融合 分裂球融合
融合剂
2n 2n
聚乙二醇（PEG） 脂质体
激光
4n
电融合
研究者
Guo & Allen,
1994 Wang st sl ,1999 He，et al, 2000 Wang et al.,， 未发表
合浦珠母贝 Pinctada martensii
美洲牡蛎 C. virginica
1龄四倍体
115
1龄四倍体
112
33（29.5%）
太平洋牡蛎4n群体的中期分裂相(Guo & Allen, 1994)
正常二倍体(Davis, 1988)。但在产卵后，正常二倍体由于性细胞排放，体能大
量消耗，体质变弱，导致对高温和疾病抵抗力的降低，往往会导致大批死亡， 而三倍体由于没有或很少精卵排放，体内糖原储存比二倍体高，体质和抗逆性 可能要比二倍体好。这一点只是假定和初步的观察，还需实验进一步证实。 目前对三倍体贝类的生态习性研究较少。有人认为，在优良环境条件下，
人 工 雌 核 发 育
三、倍性检测方法
•染色体分析法 •流式细胞术 •电泳方法
•显微荧光光度术
•极体计数法
•细胞测量法
•核仁计数法
1、染色体计数检测倍性
太平洋牡蛎的染色体(2n=20，3n=30)
2、流式细胞计检测倍性
3、显微荧光光度术
•制片
•荧光染色 •显微荧光光度计分析
4、同工酶电泳检测倍性

•咖啡因: 提高Ca2+，引起微管二聚体的解聚，5-15mM。
图1. 抑制太平洋牡蛎
受精卵第二极体的染
色体染色体分离模式
图解(Guo, 1991)。
物理方法
•温度休克
•冷休克： 0-4℃；
•热休克： 30-36℃；
•水静压： 200-250kg/cm2。
抑制PB2产生3n的缺点 操作复杂；
诱导剂毒副作用；
§1、贝类多倍体育种
生物学原理及研究进展
多倍体的概念及研究历史
多倍体贝类育种的一般方法及原理
多倍体的倍性鉴定方法
多倍体育种的遗传结果
多倍体贝类的生物学特性 多倍体育种的现状及展望
多倍体：体细胞含三个或三个以上 染色体组的生物个体。 Marchat(1907) 和Winkler(1916)：曼陀罗
三倍体贝类的生长明显快于二倍体，但在恶劣环境里则生长慢于二倍体。优化
多倍体的生态环境，发挥多倍体的生长优势，是发展多倍体产业化亟待解决的 问题之一。
6、多倍体Fra Baidu bibliotek遗传稳定
在诱发的三倍体群体中，有时会发现一些二倍体和三倍 体的嵌合体(2N/3N)，许多时候二倍体的频率会随着时间 的延长而升高，其中有一种可能是多倍体的基因组是不稳 定的，三倍体会逐渐还原到二倍体(Allen et al., 1996)， 这只是一种假说，有待于实验证明， 同时嵌合体的检测 也是比较困难的。
杂合度有关。此外，多倍体的生长优势可能与多倍体的巨态
发育有关，由于贝类的发育属于“嵌合型”，缺乏细胞数目 补偿效应，细胞体积增大而细胞数目并不减少，结果导致三 倍体个体的增大。
3、多倍体的性腺发育及繁殖力
三倍体贝类由于体细胞中增加一套染色体，通常被认为是 不育的(Thorgaard, 1983)。然而三倍体的不育性是不完全的，在 不同种类中差异很大。 尽管三倍体的性腺发育程度较差，有些三倍体的性腺也能 产生成熟的精子和卵子，但是其繁殖力明显低于二倍体。发育 成熟的三倍体贝类能产生较大的生殖细胞。三倍体太平洋牡蛎 及侏儒蛤的卵子体积比二倍体大53%。三倍体产生的配子可以 受精，同二倍体卵子一样，经过两次减数分裂并释放出两个极 体。 贝类中四倍体是可育的，能够产生成熟的生殖细胞。四倍 体贝类能与二倍体杂交产生100%的三倍体，正交与反交后代差 异不明显，生长速度都明显快于二倍体对照组。四倍体具有自 群繁殖能力。