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本文采用遗传失活的太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)精子诱导栉孔扇贝(Chlamys fareri)雌核发育二倍体。采用荧光显微观察、组织切片技术、染色体滴片技术、压片技术和基因组荧光原位杂交(GISH)技术等手段,对栉孔扇贝雌核发育二倍体进行细胞遗传学研究,并对紫外线失活精子和染色体加倍的适宜参数进行筛选。主要研究内容分为以下三部分:
一、栉孔扇贝♀×太平洋牡蛎♂受精和早期胚胎发育过程的细胞学观察
采用荧光显微观察和组织切片技术,对栉孔扇贝♀×太平洋牡蛎♂受精和第一、二次卵裂过程中核相变化进行观察与分析,运用压片法和热滴片法分别对4-8细胞期胚胎和担轮幼虫进行染色体制片,并对染色体数目进行统计分析。实验结果表明,荧光显微观察与组织切片观察结果相同,太平洋牡蛎精子可以进入栉孔扇贝卵子,并激活卵子使其释放第一极体(PB1)和第二极体(PB2);雌、雄原核形成后融合为合子核;受精卵开始第一次卵裂;杂交胚胎发育过程中,囊胚期延长、胚胎畸形严重,担轮幼虫期出现大量死亡,未检测到成活的D形幼虫;杂交胚胎染色体数目变化范围较大,在20-85之间,受精过程中存在多精入卵及染色体多极分离现象。
二、异精栉孔扇贝雌核发育二倍体诱导参数的筛选
1.太平洋牡蛎精子遗传失活
太平洋牡蛎精子经照射强度为1500μw/cm<2>的紫外线遗传失活,与栉孔扇贝卵子受精,照射时间从0s到120s间隔10s设置梯度,诱导栉孔扇贝雌核发育单倍体,设太平洋牡蛎卵子为对照组;通过滴片法和压片法制备染色体以检测单倍体率;统计受精率和早期胚胎存活率以确定最佳照射时间。结果表明,1500μw/cm<2>的紫外线照射太平洋牡蛎60s是获得栉孔扇贝雌核发育单倍体的适宜条件。随着照射时间的增加,受精率明显下降,早期胚胎存活率存在"Hertwig"效应。
2.药物处理使染色体加倍
太平洋牡蛎精子失活后与栉孔扇贝卵子受精,受精后11.5h用浓度为60mg/L的6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)抑制第二极体的排出,6-DMAP对栉孔扇贝受精卵分别持续处理15min、20min、25min和30min,运用热滴片法对各实验组进行倍性检测。结果表明,最佳药物持续处理时间为20min,其二倍体率为24.1%;异源诱导栉孔扇贝单倍体组和二倍体组中胚胎均可以发育到D形幼虫期,其单倍体组中的D形幼虫率为5.0%,20min药物加倍二倍体组D形幼虫率为6.1%。三、异精诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体受精过程的细胞学观察及雌核二倍体的检测 采用荧光显微观察和组织切片技术,对用紫外线失活的太平洋牡蛎精子诱导栉孔扇贝雌核发育二倍体在受精和第一、第二次卵裂过程中的核相变化进行了详细观察;用基因组原位杂交(GISH)技术,对雌核发育子代进行倍性鉴定。结果显示,精子经紫外线照射入卵后其精核一直处于凝缩状态,不能形成雄原核,不与雌原核融合,在第一次卵裂中期,精核并不像雌原核一样形成染色体,而是形成一致密的染色质小体(DCB),不参与核分裂,位于两组分开的母本染色体之间,到第一次卵裂结束时DCB滞留于两卵裂球的分裂沟上或进入其一的细胞质中,第二次卵裂时DCB只滞留于两卵裂球的分裂沟上;胚胎发育速度明显滞缓;GISH检测结果显示,没有父本基因组染色体参与,证明太平洋牡蛎精子完全遗传失活,成活幼虫为雌核发育二倍体。