远缘杂交不仅能增加杂交后代的遗传变异,还能获得不同倍性的后代。红鲫（Carassius auratus red var.）（2n=100,♀）与团头鲂（Megalobrama amblycephala）（2n=48,♂）远缘杂交培育出两性可育的同源四倍体鱼,通过多代自交后形成了世界首例两性可育的同源四倍体鱼品系(F₂^F₁₃)。鱼类的性腺发育与配子成熟主要受到脑—垂体—性腺轴（HPG）为核心的神经和内分泌系统调控。促性腺激素释放激素（GnRH）、促性腺激素（GtH）和促性腺激素受体（GTHR）作为HPG轴上的主要信号分子参与整个调控过程,共同促进性腺发育成熟。同源四倍体鱼源于红鲫的全基因组复制,育性与红鲫一样均为一年性成熟。本研究采用组织学、分子生物学和免疫荧光技术,首次对源于远缘杂交的同源四倍体鱼育性及其HPG轴相关基因Gnrh2、Fshβ、Lhβ、Fshr和Lhr的基因结构及表达特征进行了分析。主要内容及结果如下:1.通过组织学切片,对同源四倍体鱼和红鲫繁殖期垂体结构及不同发育时期的性腺结构进行了比较分析,结果表明同源四倍体鱼的垂体和性腺组织具有正常结构,而且同源四倍体鱼与其原始母本红鲫性腺发育基本同步。这一研究从细胞水平上阐述了同源四倍体鱼具有良好的育性基础。2.Gnrh2、Fshβ、Lhβ、Fshr和Lhr基因cDNA部分序列克隆及遗传分析结果表明,Fshβ、Lhβ和Fshr基因编码区序列在两种鱼中的相似度为100%,而Gnrh2和Lhr基因存在明显的碱基位点突变。这一研究表明,Fshβ、Lhβ和Fshr基因的编码区序列在同源四倍体鱼和红鲫中具有高度的保守性,而Gnrh2和Lhr基因在同源四倍体化后表现出明显的基因结构分化。这种变化可能为二倍体化的染色体配对提供物质基础,有利于同源四倍体鱼育性的恢复。3.通过RT-PCR比较分析Gnrh2、Fshβ、Lhβ、Fshr和Lhr基因在同源四倍体鱼不同组织中的表达情况发现,Gnrh2基因不仅在脑中有表达,在垂体、卵巢和精巢中也检测到表达;Fshβ和Lhβ基因只在垂体中检测到表达;Fshr和Lhr基因在精巢和卵巢中检测到表达。这一表达情况与红鲫中表达结果相似。通过Real-time PCR比较分析了Gnrh2、Fshβ、Lhβ、Fshr和Lhr基因在两种鱼的繁殖期和非繁殖期的表达量水平情况,发现这五个基因在同源四倍体鱼中的表达水平比在红鲫中高。实验结果说明同源多倍体化后,这五个基因的主要表达特征没有发生明显变化,但基因表达水平产生显著差异,而这种表达水平的改变可能与同源四倍体鱼的育性恢复有关。4.通过免疫荧光实验观察了Fshr和Lhr在同源四倍体鱼和红鲫性腺中的定位,发现Fshr和Lhr在同源四倍体鱼的卵巢颗粒细胞和滤泡细胞中都能检测到信号,在精巢Sertoli细胞和Leydig细胞也都能检测到信号。而且Fshr和Lhr在同源四倍体鱼中的结果与红鲫一致,进一步说明了同源四倍体化后的鲫鱼中生殖发育相关基因Fshr和Lhr的表达特征没有发生明显变化。