鲂鲌杂交品系的遗传和繁殖特性研究

Distant hybridization is an important breeding method in fish. If distant hybridization generated fertile heterogenous hybrid, it would provide excellent germplasm banks for genetic breeding. In the F1 hybrids of female Megalobrama Amblycephala × male Culter Alburnus, the diploid hybrids are detected to be bisexual fertile. A diploid hybrid lineage (F1-F3) has been successful established by self-crossing of the diploid hybrids. The formation of the hybrid lineage of Megalobrama Amblycephala × male Culter Alburnus provides good experiment model to study the formation mechanism of diploid hybrid linage. In this program, we plan to study the genetics and reproductive characteristics of diploid hybrid lineage, including the chromosome composition, genetic variation, gonad development and gamete formation of the hybrid linage by GISH and FISH to explore formation mechanism of diploid hybrid lineage. In addition, we will also use the hybrid lineage to mate with other diploid fish to produce new kinds of hybrid fish. Completion of this program will provide important theoretical knowledge for genetics breeding in diploid hybrid lineage fish and is important both in fish genetic breeding and evolution.

远缘杂交是一种重要的鱼类遗传育种方法，如果远缘杂交能形成可育的异源品系，则为遗传育种提供了重要的种质资源库。申请者所在实验室发现，团头鲂和翘嘴红鲌属间远缘杂交F1代中的二倍体雌雄两性可育，利用二倍体鲂鲌自交，已经成功获得了二倍体鲂鲌杂交品系（F1-F3）。鲂鲌杂交品系的形成为研究二倍体鱼杂交品系的形成机制提供了良好的模型。在此基础上，本项目将利用GISH和FISH等技术，对二倍体鲂鲌杂交品系的染色体组成、遗传变异及性腺发育和配子形成等遗传和繁殖方面的主要生物学特性进行研究,探索鲂鲌杂交品系的形成机制。另一方面，还将用该品系与翘嘴红鲌等二倍体鱼交配制备新型杂交鱼。本项目可为二倍体鱼品系遗传育种提供重要理论知识，在鱼类遗传育种和鱼类演化方面都具有重要意义。

远缘杂交是一种重要的鱼类遗传育种方法，但在多数动物远缘杂交组合中，杂交F1代育性较差，杂种优势的利用仅限于子一代 ，因此必须年年制种，育种工作较为繁琐。如果远缘杂交能形成可育的异源品系，便可使杂交优势性状稳定多代利用成为可能，为遗传育种提供重要的种质资源库。申请者所在实验室发现，团头鲂和翘嘴红鲌属间远缘杂交F1代中的二倍体雌雄两性可育，利用二倍体鲂鲌自交，已经成功获得了二倍体鲂鲌杂交鱼品系（F1-F3）。因此，深入了解鲂鮊杂交品系鱼的遗传和生殖特性，有助于揭示可育二倍体杂交鱼品系形成规律，在鱼类遗传育种和进化生物学上都具有重要意义。本项目在已有的研究基础上，1）对鲂鮊杂交品系繁殖生物学特性开展了系统研究，性腺组织石蜡切片结果显示，鲂鲌F4雌雄两性性腺发育正常，6月龄雌性个体卵巢中存在大量发育到II时相的卵母细胞，雄性个体中存在部分发育到II时相的精原细胞，在达到性成熟年龄后，他们自交获得了大量可存活的鲂鮊F5，实现了鲂鮊杂交品系的延续。2）对鲂鮊杂交品系遗传特性进行了研究，发现鲂鮊杂交品系中存在特殊的核仁显性模式，通过对鲂鲌F1以及F2代45S rDNA基因遗传和表达分析，发现团头鲂和翘嘴红鲌杂交F1代遗传并表达了双亲45S rDNA基因，并未出现核仁显性现象；在二倍体鲂鲌F2中，一部分个体与F1代保持一致，另一部分个体中出现了核仁显性。这一结果表明鲂鲌杂交品系形成过程中，核仁显性的完全建立可能需要2代以上的世代来形成，这为揭示鲂鮊杂交品系遗传变化规律提供了重要参考。此外，本项目还在鱼类分子病毒学方面开展了拓展研究，发现了克隆并鉴定了青鱼抗病毒天然免疫反应中两个重要免疫因子LGP2和Mx1，并揭示了它们在青鱼抗病毒天然免疫反应中的重要作用，为进一步系统研究RLR抗病毒信号通路在青鱼天然免疫中的作用打下了基础。