| 释义 |
【三倍体鱼贝类】
系指体细胞内含有3组染色体的种类。自然界只有少数天然三倍体，主要利用染色体操作技术人工诱导，与二倍体相比，三倍体种类具有生产周期短、成熟期持续生长、肉质改善、成熟的鱼贝寿命延长、成活率提高和不育性等优良特征，在水产增养殖上有很高的应用价值。 鱼贝类从生殖细胞减数分裂至受精，在核形变化、循环周期的适期进行染色体操作，可使染色体数增减或引入异种体。通常，硬骨鱼类卵子在第2次减数分裂中期排放，受精后不久，雌性染色体两组中的一组以极体形式排出。阻止极体排出染色体，即获得加倍。1945年，斯瓦特森(G．vardson)最先报导用低温刺激鲑鳟类鱼卵得到三倍体。之后，在多种鱼类报导了用物理刺激法或化学刺激法或生物学方法诱发出三倍体，如三棘刺鱼、鲽、大马哈鱼等。在软体动物，1981年斯坦利(J．G．Stanley)等首先对Grassostrea virginica的受精卵用细胞松弛素B处理，抑制极体排放，育成三倍体稚贝。贝类卵子在第1次减数分裂中期排放而受精，因此，在第1次或第2次减数分裂时进行染色体操作，最终可育出第1极体保留或第2极体保留的两个三倍体兄弟族。表1 鱼贝类人工诱发的三倍体 
红血球核径测量是鉴定鱼类三倍体最简易的方法。细胞核大小与染色体数成比例关系，所以，可制备血涂片来确定倍体性。准确而直接的鉴定法则是对胚胎组织等作染色体计数，或用显微光密度测定法和流动血球计数法测出DNA含量。特别是流动血球计数法，其检测快速、准确、用血量少、用途广(楼允东，1984)。在贝类，卵裂期到担轮幼虫期细胞分裂频率高，容易得到中期核相，因此，常用染色体计数鉴定倍体性(荒井K．Arai，1986)。1982年，艾伦(S．K．Allen)认为，由于稳定性和基因型的影响，细胞核的核小体计数或同工酶图像法，在特定情况下是有效的。大量而快速的鉴定方法仍然是测定细胞的DAN含量。卵子受精后不久，采用热休克、冷刺激和静水压、休克等物理学方法，或者用细胞松弛素B溶液浸泡等化学刺激法阻止极体排出，引起同种的染色体加倍，可诱导出同源三倍体。三棘刺鱼、鲤、斑点叉尾鮰、金鱼、香鱼等鱼类的冷刺激；银大马哈鱼、虹鳟、大西洋鲑、吴郭鱼等鱼类的热休克都有成功的报导。铃木亮(1989)总结了鱼类温度休克的研究资料，认为卵子的处理因种类而异。鲑科鱼类用30℃左右的热休克效果好，而低温刺激成功率低。相反，温水性鱼类用1℃左右的低温刺激效果良好。鲤、金鱼用38～40℃的高水温处理1min，三倍体诱发率比低温处理高。自1981年施特赖辛格(G．Streisinger)等成功地用静水压休克诱导斑马鱼纯雌核发育以来，已发现静水压产生的三倍体虹鳟、草鱼和水晶彩鲫等，压力大多在550～650kg／cm2。卵子处理的最适时间，1984年，楼允东和普尔多姆(C．E．Purdom)认为，鲑科鱼类在受精后15～40min，温水性鱼类如草鱼在受精卵激活后4min(J．R．Cassani，1986)。关于细胞松弛素B诱发鱼类三倍体出现也有报导，但不如物理方法刺激鱼类三倍体的出现频率和成活率高。在多种三倍体贝类诱发中，采用细胞松弛素B。值得注目的是，1988年，山本敏等采用5～15mmol浓度咖啡碱在32～34℃高温条件下，对直牡蛎卵子在受精后10～20min和25～35min作刺激，12h后鉴定，三倍体分别为90%和94%。1984年，斯坦利发现美洲牡蛎的壳高生长，第1极体保留三倍体比第2极体保留的三倍体要好。1987年，藤野(K．Fujino)观察了皱纹盘鲍两个三倍体兄弟族对高温忍耐性的差异之后，认为阻止第一极体排放使异型染色体组合方式占优势，第2极体保留则同型染色体组合方式占优势，前者杂合性高于后者，因此，呈现出生长优势。种间杂交时，卵子与异种精子结合不久，阻止第2极体排放，可诱发出两组染色体来自母本、一组染色体来自父本的异源三倍体。染色体操作方法与诱导同源三倍体基本相同。种间杂交的生物学方法，往往导致卵子保留第2极体。1980年，贝克(M．L．Beck)用雄性草鱼与雌性鳙杂交，其子代杂交种全部为三倍体，染色体数为3N=72。双亲染色体数均为2N=48，种间杂交同时也可施加物理刺激。普尔多姆(1972)对鲽与川鲽的杂种用0℃低温刺激产生三倍体；施特赖辛格(1982)用热休克(28～29℃，10min)；荒井(1986)用静水压(650～700kg／cm2，6～7min)都获得了鲑鳟鱼类异源三倍体。通过种间杂交诱发贝类异源三倍体尚无报导。引人注目的是，1986年上田高嘉等报导了一种新的染色体操作方法——精子融合法。他们用聚乙烯乙二醇作为细胞融合剂处理虹鳟精子，让精子与精子粘接或融合，粘接或融合后的双精子同时进入卵子，最后产生具有两个精核和一个卵核的三倍体。上田认为只要提高双精子与卵子的受精率，那么精子融合法在鱼类育种领域具有很广的应用前景。(1)让不同种的精子融合再同另一种鱼卵结合，可产生三组染色体来自不同种的新的异源三倍体。(2)让γ射线等方法处理后的遗传上不具活性的双精子与卵子结合，产生雄性发生二倍体。(3)双精子授精后产生的三倍体保留第二极体，则可得到四倍体。(4)双精子中的一个不需要具有运动能力，让另一个遗传上不具活性的精子起到核搬运的作用。当冷冻精子失去运动能力无法受精时，可以同前者融合，恢复授精作用。(5)应用于外来基因导入，即让无活性精子携带外来基因进入卵子。精子融合法还存在两个难题：精子粘接或融合率较低，聚乙烯乙二醇处理后，受精率下降。1988年，上田等发现用低H+浓度、高钙(高浓度度氯化钙、H+浓度10－10mol／L)同样具有使精子粘接或融合的作用，并且比聚乙烯乙二醇稳定性好、融合率高、受精后存活率也提高。三倍体不育，大大减少鱼贝类在性成熟过程中维持生殖细胞发育所需要的能量，避免产卵季节品质下降和对外观的影响，缩短养殖周期。因此，将三倍体研究继续推广到如扇贝、鲍鱼等海珍品，以及如虹鳟、香鱼等名贵鱼类的生产中去，具有很大的经济价值，三倍体的耐水温性和抗病性，直接关系到该养殖品种的生产区域性及产量的稳定性，也有待进一步研究。二倍体雌核发育是一个新的研究方向，它首先让无遗传活性的精子与卵子结合，通过物理刺激使卵子染色体加倍为全雌性的二倍体，然后用睾丸酮等雄性激素饲喂该种雌鱼，使它发生性转换，成为具XX染色体、精巢发达、能产生精子的伪雄性；用温度刺激这种精子授精后的卵子，便可得到全雌的三倍体。在鱼类只有雌体三倍体不育，呈现生长优势，并且可以预期四倍体与二倍体杂交而产生不育三倍体。现在通过对第1次卵裂的卵子刺激，可获得四倍体个体，但难以培育到成鱼阶段。精子融合法可能成为鱼类育种的重要手段之一。对此，受精机理、细胞融合机理、遗传因子调节机理等基础理论，以及电气融合精子法、向精子或卵子引入外来遗传因子将是今后重要的研究课题。【参考文献】：1 楼允东．水产学报，1984，8(4)：343～3562 Ueda T，Kobayashi M，Sato R．Proc．Japan Acad，1986，62：161～1643 Auen J R．Hybridization and Gentic Engineering in Aquaculture of Fish and Shellfish，Bordeaux，1986，5：27～304 Ueda T，Kobayashi M，Sato R．Nippon Suison Gakkaishi，Proc．Japan Acad，1988，54：20455 铃木亮．恒星社厚生阁刊，1989(浙江农村技术师范专科学校张甬波撰) |