贝类的育种 5—1 .提纲 ❖概述 ❖多倍体育种的应用 ❖技术操作 ❖前景展望
贝类的育种 5—1 .提纲 ❖概述 ❖多倍体育种的应用 ❖技术操作 ❖前景展望
贝类的育种 5—2 概述 ❖ 贝类养殖具有食物链短、定居性强、育苗和养 殖基础好、成本相对较低等特点 ❖ 近几年出现了严重制约产业发展的“瓶颈”问 题，单产降低、品质下降、大面积死亡现象时 有发生，造成了严重的经济损失。 ❖ 水产养殖业迫切需要生长快、品质优、抗逆能 力强的养殖贝类新品种，以推动贝类养殖业的 发展
贝类的育种 5—2 概述 ❖ 贝类养殖具有食物链短、定居性强、育苗和养 殖基础好、成本相对较低等特点 ❖ 近几年出现了严重制约产业发展的“瓶颈”问 题，单产降低、品质下降、大面积死亡现象时 有发生，造成了严重的经济损失。 ❖ 水产养殖业迫切需要生长快、品质优、抗逆能 力强的养殖贝类新品种，以推动贝类养殖业的 发展
贝类的育种 5—3 多倍体育种的应用 ❖ 应用海洋生物技术培育海水养殖新品种 是近年来的研究热点。其中应用染色体 操作技术培育多倍体的研究是最活跃和 最具应用潜力的领域之一。多倍体培育 具有投入相对少、目的性强、见效快、 效率高等特点。贝类多 倍体研究的主要目的是 生产不育的三倍体
贝类的育种 5—3 多倍体育种的应用 ❖ 应用海洋生物技术培育海水养殖新品种 是近年来的研究热点。其中应用染色体 操作技术培育多倍体的研究是最活跃和 最具应用潜力的领域之一。多倍体培育 具有投入相对少、目的性强、见效快、 效率高等特点。贝类多 倍体研究的主要目的是 生产不育的三倍体
贝类的育种 5—4 多倍体育种的应用 ❖ 多倍体的种类 ➢根据产生方法分为：天然多倍体和人工多倍 体 ➢根据染色体来源分为同源多倍体和异源多倍 体 ➢根据染色体数目分为三倍体四倍体、六倍体、 八倍体,依次类推
贝类的育种 5—4 多倍体育种的应用 ❖ 多倍体的种类 ➢根据产生方法分为：天然多倍体和人工多倍 体 ➢根据染色体来源分为同源多倍体和异源多倍 体 ➢根据染色体数目分为三倍体四倍体、六倍体、 八倍体,依次类推
贝类的育种 5—5 多倍体育种的应用 ❖ 凡是体细胞中含有一套染色体组的生物称为单倍体， 用n表示，具有两套染色体组称为二倍体，用2n表示， 自然界中存在的生物大部为二倍体。由于自然或人为 因素使体细胞中染色体组增加，将形成多倍体。贝类 的精子在排放前已完成了两次减数分裂过程，形成单 倍性的精子，而卵子尤其是瓣鳃纲的卵子在排放时一 般停止在第一次减数分裂的前期或中期，在受精后或 经激活后再完成减数分裂，释放出两个极体后，雌雄 原核融合或联合，进人第一次有丝分裂，即卵裂。这 一延迟的减数分裂过程为贝类多倍体遗传育种操作提 供了有利的时机和条件。迄今为止，利用各种方法已 在30余种贝类中进行了多倍体的研究
贝类的育种 5—5 多倍体育种的应用 ❖ 凡是体细胞中含有一套染色体组的生物称为单倍体， 用n表示，具有两套染色体组称为二倍体，用2n表示， 自然界中存在的生物大部为二倍体。由于自然或人为 因素使体细胞中染色体组增加，将形成多倍体。贝类 的精子在排放前已完成了两次减数分裂过程，形成单 倍性的精子，而卵子尤其是瓣鳃纲的卵子在排放时一 般停止在第一次减数分裂的前期或中期，在受精后或 经激活后再完成减数分裂，释放出两个极体后，雌雄 原核融合或联合，进人第一次有丝分裂，即卵裂。这 一延迟的减数分裂过程为贝类多倍体遗传育种操作提 供了有利的时机和条件。迄今为止，利用各种方法已 在30余种贝类中进行了多倍体的研究
贝类的育种 5—6 贝类多倍体技术操作 ❖ 化学法 ➢ 细胞松弛素B(cytochatgin B，简称CB)：真菌 的一类代谢产物。CB处理可诱发一系列细胞学 效应，如细胞骨架的变化、多核化、破坏微丝 等。一般认为CB特异性破坏微丝，最终导致细 胞分裂的由微丝构成的收缩环解体，抑制细胞 质分裂，阻止极体的释放，从而产生多倍体。 CB是一种致癌剂，水溶性较差，一般溶解在1 ％的二甲基亚矾(DMSO)中，而且处理结束后需 用含1DMSO的海水浸洗受精卵，去除残留的CB
贝类的育种 5—6 贝类多倍体技术操作 ❖ 化学法 ➢ 细胞松弛素B(cytochatgin B，简称CB)：真菌 的一类代谢产物。CB处理可诱发一系列细胞学 效应，如细胞骨架的变化、多核化、破坏微丝 等。一般认为CB特异性破坏微丝，最终导致细 胞分裂的由微丝构成的收缩环解体，抑制细胞 质分裂，阻止极体的释放，从而产生多倍体。 CB是一种致癌剂，水溶性较差，一般溶解在1 ％的二甲基亚矾(DMSO)中，而且处理结束后需 用含1DMSO的海水浸洗受精卵，去除残留的CB
贝类的育种 5—7 贝类多倍体技术操作 ❖ 化学法 ➢ 6—二甲基氨基嘌呤(6dimethylaminopurine， 简称6—DMAP)：嘌呤霉素的一种类似物，抑制 蛋白质磷酸化，通过作用于特定的酶，破坏微 管的的聚合中心，使微管不能形成，从而抑制 极体的形成和释放。6—DMAP是一种非致癌性， 具水活性。 ➢ 咖啡因(Caffeine)：其作用效果在于提高细胞 内的Ca2+。由于微管对Ca2+浓度敏感，当Ca2+ 浓度极低或高于10—3时，会引起微管二聚体 的解聚，阻止细胞分裂，从而形成多倍体
贝类的育种 5—7 贝类多倍体技术操作 ❖ 化学法 ➢ 6—二甲基氨基嘌呤(6dimethylaminopurine， 简称6—DMAP)：嘌呤霉素的一种类似物，抑制 蛋白质磷酸化，通过作用于特定的酶，破坏微 管的的聚合中心，使微管不能形成，从而抑制 极体的形成和释放。6—DMAP是一种非致癌性， 具水活性。 ➢ 咖啡因(Caffeine)：其作用效果在于提高细胞 内的Ca2+。由于微管对Ca2+浓度敏感，当Ca2+ 浓度极低或高于10—3时，会引起微管二聚体 的解聚，阻止细胞分裂，从而形成多倍体
贝类的育种 5—8 贝类多倍体技术操作 ❖ 化学法 ➢ 秋水仙素(Colchicine)：能抑制微管的组装， 使已有的微管解聚，从而阻止纺锤体的形成或 破坏已形成的纺锤体，使细胞的染色体加倍而 不分离。该种诱导剂在植物中的应用较为广泛 且成功，在贝类及其他动物中的应用较少。 此外，聚乙二醇(PEG)、氰化钙(CL)]等化学 试剂对抑制细胞分离，使染色体加倍也有一定 的作用
贝类的育种 5—8 贝类多倍体技术操作 ❖ 化学法 ➢ 秋水仙素(Colchicine)：能抑制微管的组装， 使已有的微管解聚，从而阻止纺锤体的形成或 破坏已形成的纺锤体，使细胞的染色体加倍而 不分离。该种诱导剂在植物中的应用较为广泛 且成功，在贝类及其他动物中的应用较少。 此外，聚乙二醇(PEG)、氰化钙(CL)]等化学 试剂对抑制细胞分离，使染色体加倍也有一定 的作用
贝类的育种 5—9 贝类多倍体技术操作 ❖ 物理法 ➢ 温度休克；其作用机制是温度的变化引起细胞 内酶构型的改变，不利于酶促反应的进行，导 致细胞分裂时形成纺锤体所需的ATP的供应途 径受阻，使已完成染色体加倍的细胞不能分裂。 所用的温度因种类不同而有所差异。 ➢ 静水压：即利用专门的静水压设备产生的压力 施加于处理对象。其作用机制是抑制纺锤体的 微丝和微管的形成，阻止染色体的移动，从而 抑制细胞的分裂，形成多倍体。 此外，电脉冲也可诱导多倍体
贝类的育种 5—9 贝类多倍体技术操作 ❖ 物理法 ➢ 温度休克；其作用机制是温度的变化引起细胞 内酶构型的改变，不利于酶促反应的进行，导 致细胞分裂时形成纺锤体所需的ATP的供应途 径受阻，使已完成染色体加倍的细胞不能分裂。 所用的温度因种类不同而有所差异。 ➢ 静水压：即利用专门的静水压设备产生的压力 施加于处理对象。其作用机制是抑制纺锤体的 微丝和微管的形成，阻止染色体的移动，从而 抑制细胞的分裂，形成多倍体。 此外，电脉冲也可诱导多倍体
贝类的育种 5—10 贝类多倍体技术操作 ❖ 生物学方法 四倍体(T)与二倍体(D)杂交生产贝类三倍体， 三倍体率可高达100％，该方法简单，操作方 便，避免了理化处理对胚胎发育的影响，能提 高胚胎的孵化率和幼虫的存活率，适合于生产 性养殖。 此外，利用四倍体与异种二倍体杂交可产生 异源三倍体。目前，太平洋牡牡蛎四倍体与近 江牡蛎二倍体杂交已成功地培育出异源三倍体 后代
贝类的育种 5—10 贝类多倍体技术操作 ❖ 生物学方法 四倍体(T)与二倍体(D)杂交生产贝类三倍体， 三倍体率可高达100％，该方法简单，操作方 便，避免了理化处理对胚胎发育的影响，能提 高胚胎的孵化率和幼虫的存活率，适合于生产 性养殖。 此外，利用四倍体与异种二倍体杂交可产生 异源三倍体。目前，太平洋牡牡蛎四倍体与近 江牡蛎二倍体杂交已成功地培育出异源三倍体 后代