水产生物遗传育种学课件

第一章水产动物种质资源

第一节种质资源概念德国生物学家魏斯曼“种质学说”---种质、体质的划分。种质资源：对人类具有实际或潜在价值的遗传材料。水产种质资源包括家养种和野生种，蕴藏种质的材料可以是水产动物群体、个体、器官、组织或细胞（精、卵），染色体或DNA材料。一.种质资源概念二.种质资源的重要性水产养殖生产和水产动物遗传改良的物质基础；谁掌握种质，谁掌握未来！偶尔发现一株“天然杂交稻”“三系”理论形成，寻找水稻雄性不育株野生雄性不育保持株发现（10年）“三系”水稻育种成功“两系”育种成功亩产900公斤超级稻（50年）袁隆平：布尔班克：加州创业无核李树育成优质无核李—西梅三.种质资源的类型自然种质资源；人工种质资源本地种质资源；外地种质资源

与其他家养动物相比，水产动物的野生资源仍然非常丰富，人类用于养繁殖的种类还非常少，如何研究、掌握和挖掘野生资源是水产动物育种今后的重要方向之一。第二节水产动物种质资源研究概况一.种质资源保护问题的提出

由于污染和过度捕捞，20世纪80年代开始提出（1980瑞典斯德哥尔摩——天然鱼类种群种质资源保护鱼类基因库会议）二.水产（海洋）动物种质资源的特殊性国家所有权不明确环境更具连续性（污染物对其影响更大）观察研究更难亲切感较低生物多样性更多（为陆地生物数的2倍）表型变异较大释放事件易发、影响大（外来物种入侵，优势改良种对野生资源的影响，如：福寿螺、牛蛙）杂交能力较强：种内种间杂交野生群体更重要人工控制繁殖应用少重视程度低福寿螺紫茎泽兰椰心叶石油污染；1000万吨/年重金属污染；铬、锰、镉、锑、汞、铅、汞，排放量1万吨/年有机物污染；“赤潮”原因：生活、农牧、工业废水农药污染。有机氯农药我国近海污染尚未得到有效控制：大连湾、辽河口、锦州湾、渤海湾、胶州湾等污染严重。就海区而言，渤海污染较重，东海黄海次之，南海污染较轻。三.研究概况淡水水产动物种质资源研究较早，20世纪50年代开始。1972-1983间对“三江”种质资源开展调查；“淡水鱼类种质鉴定技术研究”、“淡水鱼类种质资源保存技术鉴定技术”等。1990年以后，建立了大量的原种场。目前，加强水生动物遗传资源研究，特别是评价方法和评价体系的研究，仍是当前水产动物育种学研究的重要方面。海洋生物种质资源方面，中科院动物所、海洋所三次全国性海洋生物资源调查及评估。水产动物遗传学基础研究取得不错的进展。完成300种以上鱼类染色体核型分析，完成了部分水产动物基因染色体定位，G带，同工酶，RAPD，AFLP，SSR分析。资源调查建立种质档案，掌握基因知识产权建立重点海域、流域保护区，建立良种、原种场；建立网络资源数据库研究保存技术，建立胚胎库、细胞库、基因库研究濒危物种繁殖养殖技术对水产动物生态学研究。四.水产动物种质资源研究的主要方向第三节水产动物种质资源的多样性一.物种多样性种是生物分类学研究的基本单元与核心，也是种质资源物种多样性研究的基础。从种质的角度看，物种是拥有自然闭锁机制的相对独立的基因库。基因库是指一个物种所含有的总的遗传信息。基因库的数量和质量是种质资源研究不可缺少的内容。物种数量是物种多样性最直接最重要的度量指标。物种多样性的分析角度：生态学、系统分类学、生物地理学、种质资源学。1.中国特有物种

我国南北、东西跨度大，温带、亚热带、热带；水域面积宽广，大的江河5000余条；拥有各级海拔高度。具有世界上丰富的生态地理环境，水产资源蕴藏绝对量巨大。鱼类方面占20%2.经济物种

我国内陆水产主要经济鱼类140多种，青、草、鲢、鳙、鲫、鲤、鳊、鲇、鮰等占70%。我国水产动物资源中，甲壳类：中华绒螯蟹、沼虾等；爬行类：乌龟、中华鳖、山瑞鳖，扬子鳄；两栖类：中国大鲵等。全球9.5%鱼类用于捕捞，0.7%用于养殖，养殖95%的产量来自8种藻类、42种软体动物、27种甲壳类和131种鱼类。产量上，鲢、鳙、草、鲤占50%。3.濒危物种IUCN将物种受胁迫程度分为：灭绝、自然界灭绝、受危（极危、濒危、易危）、低危4个级别。濒危定义。《CITES》《中国濒危动物红皮书》，收录受危动物592种；《国家重点保护水生野生动物名录》：1988-2000年间新增几十种需要保护的物种。多样性和杂合性杂合度（H）：每个基因座位为杂合子的频率总和/基因座位总数预期杂合度（He）：He=1-∑pi2i形态变异染色体多态性蛋白质多态性DNA序列多态性数量性状的变异二、遗传多样性例如：p25,研究了某一群体(100个个体)的4个基因座位，每个基因座位上杂合子的频率分别为0.25、0.42、0.09和0.00。那么，对于这4个基因座位而言，其杂合度：H=(0.25+0.42+0.09+0.00)/4=0.19如果在一个种群中有１０个个体，一个特定基因座有两个可能的等位基因Ａ和ａ，个体的基因型分别为：AA,Aa,AA,aa,Aa,AA,AA,Aa,Aa,AA

那么等位基因A和a的等位基因频率分别为：fA=(2+1+2+0+1+2+2+1+1+2)/20=0.7fa=(0+1+0+2+1+0+0+1+1+0)/20=0.3杂合度H=4/10/1=0.4而该群体的预期杂合度：He=1-[(fA)2+(fa)2]=0.58一.我国面临的水产动物种质资源问题污染四大海每年接受直接污水500亿吨以上，内陆湖泊成“纳污湖”富营养化严重。过度捕捞。大黄鱼年获量10万吨（70年代），现在渔汛消失；海蚌150吨（1968之前），1969、1970狂捕1200吨，1971-1974急降为20吨，1999年2吨。栖息地、繁殖区缩小、拦海筑坝、围湖造田。葛洲坝工程使中华鲟20余产卵场缩减到目前的1-2个。外来物种入侵。第四节水产动物种质资源的保护建立自然保护区或生态库防止遗传瓶颈的发生（维持群体的数目）保护（珍稀）野生动物建立自然保护区正确运用人工繁殖技术二.水产动物种质资源的保护A.种群遗传结构的保护

种群遗传结构的保护，核心是种群内部多态性的维持。多态性既可以表现为外部形态的多态、染色体水平的多态、蛋白质水平多态、基因组DNA的多态等。种群内部的多态性来源于变异、自然选择、隔离和有性生殖。建立原种、良种场防止可育杂种子代与亲本种群混杂原种的提纯与复壮建立优异种质的配子胚胎库等二.水产动物种质资源的保护B.种质纯洁性的保护

水产动物的一些物种之间可以相互杂交，甚至产生有生育能力的后代，致使亲本种群资源结构破坏，影响原有的野生资源的维持。增建原种、良种基地拯救濒危动物（扬子鳄、中国大鲵放流）禁止破坏性使用种质资源在水域生态容纳量内科学养殖维持繁育亲本群体的大小和质量遗传异质性减少与有效繁育群体大小的关系:△H=1/(2Ne),也就是说，对于那些仅繁育一代至三代的繁育体系，为了使每代遗传异质性的减少率少于1%，亲鱼群体的有效数量应不少于50尾，对于需长期多代保护的繁育体系，其亲鱼群体有效数量不应少于500尾。搞好种质资源评估加强渔业行政管理（加拿大）三.种质资源的合理利用国家有《海洋法》明确职责，并统管一切。1868年《渔业法》，1869《沿海渔业保护法》，1997年加拿大颁布实施了《海洋法》，成为世界上第一个进行综合性海洋立法的国家。2002年又发布了《加拿大海洋战略》。加拿大东濒大西洋，西临太平洋，内陆河湖星罗棋布，水产资源丰富。加拿大渔业发达，盛产鳕鱼、鲱鱼、比目鱼、鲑鱼、毛鳞鱼、扇贝、蟹和龙虾等。

加拿大海洋管理工作的三个鲜明特点

加拿大海洋事务机构委员会协调各涉海部门工作。委员会的主席由加拿大渔业与海洋部副部长担任。委员会包括了与加拿大海洋管理相关的所有部门。海岸警卫队是加拿大海上执法的主要力量。该国所有公务船舶基本上都集中由海岸警卫队统一管理。但各涉海部门在履行相应海洋管理职责时，根据需要有权调动海岸警卫队人员和装备。注重生态和环境保护。人与自然和谐共处发展的意识很强。工作重点放在预防，而不是待问题出现时的治理。经济效率保护性：对实际资源量的影响公平性：对现持许可证者、土著渔民、纳税人的公平性管理可行性加拿大渔业配额制度象拔蚌1.2%的年捕捞量；大额削减比目鱼配额以提高海洋存量；鲑鱼配额方案调整等种的概念（species）形态上、生理上相似或相近的一群个体，同种间能自由交配，产生有繁殖力的后代。是一个分类概念。（物种）育种（breeding）就是应用各种遗传学方法，改造生物的遗传结构，以培育出高产优质的品种。是人工干预下的生物进化。第五节种的相关概念一.种的相关概念品种（breed,variety）是人们创造出来的一种生产资料。品种是通过人工选育而来的、具有一定形态特征和生产性状的群体，可用于生产或作为遗传学研究的材料。品种不是生物学上的一个分类单位，而是人类干预自然的产物，是作为生产上的经济类别而存在的。全国水产原、良种审定委员会（1991）通过的《全国水产原、良种审定标准》中，对品种的定义是指经过多代人工选择育成的具有遗传稳定，并有别于原种或同种内其他群体之优良性状及其他表型性状的水产动、植物。品种必须具备的条件：从育种学观点看，品种必须具备以下基本条件：具有相似的形态特征较高的经济性状稳定的遗传性状一定的数量品种的分类根据品种的来源，可将它们分为3类：自然品种―又叫原始品种。通过有意识的人工选择和若干无意识的人工选择而形成。自然品种能很好地适应当地环境条件，所以也可叫地方品种。人工品种―又叫育成品种。主要通过有意识的人工选择而形成，具有高产的特点或具有某些特殊的品质（如观赏、抗病、抗寒等）。由于在该品种形成过程中受到人的选择各保护以及提供特定的环境。因此，在自然条件下容易发生退化。过渡品种―是介于原始品种与育成品种之间的中间类型，它是由原始品种经过某种程度的人工改良而产生的。亚种物种以下的分类单位。是种内个体地和生殖上充分隔离后形成的群体，有一定的形态特征和地理分布变种物种以下的分类单位，在特征上与原种有一定区别，并有一定的地理分布。如金鱼。原种（stock）指取自定名模式种采集水域的或取自其他天然水域于养（增）殖（栽培）生产的野生水生动、植物，以及用于选育种的原始亲本。具有供种水域中该物种的典型表型；具有供种水域中该物种的核型及系列化遗传性状；具有供种水域中该物种的经济性状；符合有关水生动、植物种的国家标准。良种（goodbreed）指生长快、肉质好、抗逆性强、性状稳定和适应一定地区自然条件并用于养（增）殖（栽培）生产的水生动、植物物种。良种必须具备：优良经济性状遗传稳定在95%以上；其他表型性状遗传稳定在95%以上。种群（population）同一物种在某一特定时间占据某一特定空间的一群个体所组成的群集。这些个体通交配以及一的亲缘关系发生联系，并享有共同的基因库（genepool）。品系（strain）品系和品种是两个不同的概念。品系是起源于共同祖先的一群个体。在遗传学上，一般指自交或近亲繁殖若干代后所获得的某些遗传性状相当一致的后代。品系用于遗传学研究或品种培育。品系经比较鉴定，优良者繁育推广后即可成为品种。一.引种的作用和意义

从外地或外国引进优良品种或物种使之在本地区繁殖后代并形成一定生物量的工作（工程）作用：引种是增加渔业资源的有效途径。增加养殖品种；改善原有生物群落；充分利用水域资源；提供饵料生物；重建鱼类区系等。意义：加速引种对象扩散到它们在自然状态下能够分布的区域（太湖银鱼），也能够使它们扩散到自然状态下不能分布的区域（海带），从而带来社会、经济效益。水生动物的引种除了鱼虾贝等经济动物外，还应包括基础饵料生物。本地区水域的自然资源或生态系统未充分利用现有水域中的生物群落或生态关系需要改善或改变原有的水产资源遭受毁灭性破坏后需要恢复外地或外国有适合于本地区水域增养殖的优良品种二.引种条件三、引种对象的考察考察的方法依据现有的资料进行核实、研究和判断深入引种对象的水域作详细的调查研究做些必要的科学实验考察的内容A、生物学特性B、生态条件1、非生物因子：温度、盐度、离子浓度、水流、溶解氧、光照和气压等；2、生物因子：饵料生物、病原生物、敌害生物和竞争生物等。C、地理分布：目前分布及过往分布；分布区域广则适应性强。D、形成史（虹鳟、罗非鱼）E、食性F、繁殖习性等四、引入水域的调查研究1、气候:温度、降雨、光照等2、水文条件：水深、流速、流程等3、生物群落：饵料生物、病原生物、敌害生物、竞争生物五、引种的实施1、对引入水域的形成史和生态条件作全面的调查研究2、确定引种对象3、确定引种对象的规格4、先试点后推广5、引种对象的检疫6、采取必要的育种措施（高杂合性、群体较大）7、建立引种管理机构六、我国鱼类引种概况一、本国野生资源发掘二、外国鱼类引进第二节水生生物的驯化一、驯化的定义、内容和意义二、驯化的途径三、影响驯化速度的因素四、驯化下的变异五、水产生物的驯化前景一、驯化的定义、内容和意义1、定义：驯化与驯养的区别，驯化与引种的联系和区别2、内容：栖息条件、动物行为、食性、繁殖习性、适应环境的能力、抗病力等3、意义：进一步改造生物属性，使之向有益人类的方向发展，增加人工养殖对象，提高养殖对象的素质，扩大养殖对象的分布区域等。二、驯化的途径1、直接适应：渐进式、激进式2、定向改变遗传基础：

A、定向人工（或自然）选择

B、有目的的杂交

C、生物工程三、影响驯化速度的因素1、生物本身的因素2、环境因素（采用现代诱变育种技术）3、选择的因素复习题1、引种对象的考察方法和考察内容分别包括哪些方面和内容？2、比较驯化与引种的区别和联系？我国水产养殖新品种引进

与可持续发展

专题一

建国以来，我国先后从国外引进了上百种水产养殖新品种。

且绝大多数已形成了产业并产生了较大的社会和经济效益，为发展我国的水产养殖事业作出了重要贡献。

一、国内外主要养殖种类

l、甲壳类

斑节对虾

南美白对虾

中国对虾

其它一些较重要的养殖品种还有：日本对虾、印度对虾、墨吉对虾、长毛对虾、宽沟对虾、短沟对虾、小褐对虾、白对虾、巴西对虾、罗氏沼虾、日本沼虾、中华绒螯蟹、锯缘青蟹、三疣梭子蟹、日本鲟、龙虾类等。2、鱼类

世界海水鱼类养殖上百种，其中重要种类有：虹鳟、银鲑、大西洋鲑、褐鲑、大西洋石首鱼、红姑鱼、海鲑、条纹鱼、鲶鱼、鳅、鳗鲡、石斑鱼、大西洋鲽、遮目鱼、条纹鲻、线鳍西鲱、红笛鲷、军曹鱼、兰鳍金枪鱼、黄条、罗非鱼、牙鲆、大菱鲆、真鲷、黑鲷、金鲷、花鲈、尖吻鲈等。

3、贝类

目前，世界上约有海水养殖贝类30余种，主要的养殖种类为褶牡蛎、大连湾牡蛎、近江牡蛎、太平洋牡蛎、栉孔扇贝、华贵栉孔扇贝、海湾扇贝、虾夷扇贝、大扇贝、皇后扇贝、合浦珠母贝、大珠母贝、珍珠贝、菲律宾蛤仔、皱纹盘鲍、杂色鲍、硬壳蛤、缢蛏等。

正在研究和开发养殖的贝类有：绿鲍、滑顶薄壳鸟蛤、密鳞牡蛎、巴西牡蛎、紫枢扇贝、圆扇贝、墨西哥湾扇贝、短颈蛤、砂海螂、地鸭蛤、剃刀蛏、长竹蛏、大砗磲、鳞车磲、砗蚝、奶油蛤、文蛤、黄蛤等。4、藻类

目前养殖的经济藻类品种有：褐藻的主要养殖品种有海带、裙带菜；红藻有麒麟菜、江蓠、红毛藻、角叉藻、龙须菜及紫菜；绿藻主要是礁膜。

二、我国水产养殖新品种引进现状

1950，我国的水产总产量50万吨；

2000，年达4278.99万吨，比1999年增加156.5万吨，增长3.80%。发展最快的当数水产养殖业。

水产养殖事业的高速发展，除了我国的渔业政策引导和养殖技术的不断提高外，其主要原因是我国加大了新品种的引进力度。

1957年，通过民间渠道从越南引进莫桑比克罗非鱼。

1959年我国政府接受朝鲜民主主义共和国赠送的原产于北美洲的虹鳟受精卵5万粒和稚鱼6000尾

改革开放以来，先后从孟加拉、日本、埃及、美国、泰国、越南、非洲、墨西哥、苏联、印度、澳大利亚、英国等引进了上百种水产养殖新品种。我国主要水产养殖

新品种引进情况

我国引进新的品种，丰富了我国的水产种质资源。而且大多数品种也不同程度地得以推广应用。有效地促进了我国水产养殖业的发展，并为我国创造了巨大的经济和社会效益。

罗氏沼虾

1998年，全国罗氏沼虾总产量已达617万吨。罗非鱼

1998年，全国养殖罗非鱼达52.6万吨，遍布20个省市、自治区。

在海水养殖中，扇贝、牡蛎养殖最具有代表性。

我国的对虾养殖，最高年产量高达22万吨，养殖面积达220万

另外，推广应用较好的品种还有淡水白鲳、斑点叉尾、胡子鲶、露斯塔野鲮、虹鳟、牛蛙、大菱鲆和条纹鲈等等。

三、存在的主要问题

我国水产养殖新品种的引进工作已有几十年的历史，成就是显著的。但与产业发展需求相比，仍有不少差距和问题，主要表现在以下几个方面。

1、引进品种较少

2．存在一定的盲目性和重复引进

3．推广应用的力度不够

4．检疫工作仍未引起高度重视

1．引进品种较少

引种集中在改良本国水域水生生物的种类组成，遗传改良本国的养殖品种和直接将引进种类投入市场。

因此，许多国家都加大了引种的力度。在19世纪和20世纪期间，欧洲、亚洲、北美洲等20余个国家和地区进行了鲟科、鲑科、鲤科、鲶科等39种鱼类。其中，10种鱼类的驯化效果显著。18种鱼类驯化有效果。6种鱼类驯化效果不好并有副作用。5种鱼类的驯化结果不清。

亚洲地区移植的鱼类有70余种。

其中中国60种、日本7一

8种、斯里兰卡15种，在这些鱼类中约20驯化成功。前苏联对引种驯化工作十分重视，自18世纪至20世纪，共进行了13个科的76种鱼类的移植，向976个水域（包括海域、湖泊、河流和水库）进行了1572次植移。

对无脊椎动物（贝类等）和饲料无脊椎动物的移植也十分重视。

19世纪中叶，移植39个种，移植437次，放养68个水域。这期间移植的目的是改变这些水域的鱼类、无脊椎动物和饵料生物的区系组成，增加天然水域和水库的经济鱼类资源。到80年代初，驯化鱼类的年捕捞量平均为35万公斤；移植饵料资源后，每年可增产2.5万一3万公斤，引种驯化产生了经济效益。

在各国的引种鱼类中

主要是鲑亚种、白鲑亚科、鲟科和罗非鱼属的种类，如虹鳟、红点鲑、大西洋鲑、几种大麻哈鱼、湖泊性白鲑、洄游性白鲑、匙吻鳟、高首鳟、俄罗斯鲟和尼罗罗非鱼、奥利亚罗非鱼；贝类则以美洲牡蛎、欧洲牡蛎等。

我国是世界海洋大国之一。有广阔的浅海滩涂；同时，也有相当大的淡水水域。可引上的新技术和养殖种类相当多。但是，从我国引进的情况来看，数量仍然太少。特别是一与农业相比，差距甚大。2．存在一定的盲目性和重复引进

虹鳟鱼、罗非鱼、南美白对虾、澳州龙虾、条文鲈、扇贝等多次从国外引进。3．推广应用的力度不够

4．检疫工作仍未引起高度重视四、发展战略与对策1．建立全国性水产养殖新品种引进管理体系与信息系统2．严格执行检疫法规，杜绝病虫害带入

3．应尽快建立国家级良种引育中心并加强对原、良种场的规范化建设4．应重视和加强对当地生态环境的保护5．切实搞好引进后的保种和推广工作6．今后应重点引进的水产养殖新品种及渔业新技术

选择的意义与作用选择育种的原理育种性状的选择选择育种方法一、选择育种的意义（一）概念：利用现有种类、品种的自然变异群体，通过选择、提纯以及比较鉴定等手段育成新品种的途径叫做选择育种(selectionbreeding)，简称选种。（二）选择的分类及意义1.分类自然选择（遗传、变异和选择)人工选择(定向选择与定向变异)2.选择的作用控制变异的积累方向促进变异的积累和增加创造新的品质二、选择育种的原理1、达尔文的选择学说

他总结出人工选择的三个要素是：变异、遗传和自然条件通过生存斗争对变异的选择。他指出，不遗传的变异对生物进化是没有意义的。（1）选择学说的核心思想：适者生存，不适者淘汰。即有利变异的保存和有害或不利变异的毁灭。（2）自然选择和人工选择

人工选择：是人为地选择生物对人类有利的变异，并使这种变异累积、加强，以形成新品种的过程。2、纯系学说（1）定义纯系学说是丹麦植物学家w.L.Jonannsen于1903年提出来的，是纯系育种方法的理论基础。纯系：指同一基因型组成的的个体群。（2）纯系学说包含的两个主要原理有效选择：在一个自花授粉植物原始品种群体内，如果通过单株选择，可以分离出一些不同的纯系，这表明原始品种是纯系的混合物。通过选择就把它们的不同基因型从群体中分离出来，这样的选择是有效选择。无效选择：同一纯系内继续选择是无效的。三、育种性状的选择水产动物的育种性状可分为质量性状和数量性状两大类。质量性状是指品种的一系列符合孟德尔遗传定律、呈间断变异的性状。数量性状是指在品种的遗传性状中占多数、呈连续变异的、个体间表现的差异只能用数量来区别的遗传性状。1、质量性状的选择（1）质量性状选择的遗传效应对质量性状选择的基本工作是对特定基因型的判断。鉴于大多数质量性状的不同基因型均有界限分明的表型效应，所以判断个体基因的主要依据是其表现型。（2）对隐性基因的选择

对隐性基因的选择实际上是对显性基因的淘汰过程。根据育种目标，如果受选的性状是有隐性基因控制的，就必须对隐性基因进行选择，保留显露出隐性性状的个体，也就是培育所选中的隐性纯合基因型个体。（3）对显性基因的选择

根据育种目标，如果受选的性状是由显性基因控制，则对该性状选择实际上是对显性基因的选择。实现显性基因选择的基本步骤：第一步：根据表现型淘汰掉隐性纯合体，并将其具有显性性状的个体作为亲本繁殖。第二步：将选作亲本的显性个体测交或自交，然后根据测交或自交结果，把杂合体淘汰掉，只留下全部显性纯合体。（4）对杂合子的选择

如果受选性状的表现型是杂合基因型（Aa）控制，其等位基因是共显性、不完全显性或镶嵌显性，就非常容易。根据表现型区分纯合子和杂合子。纯合子（AA、aa）的表型和杂合子（Aa）的表型区别极大，只需要通过直观观察即可选出。（5）对伴性基因的选择问题：什么叫伴性遗传或性连锁遗传？伴性基因频率的计算，要比常染色体上基因复杂得多。在同型配子中，基因型频率间的关系与常染色体上的相同；在异性配子只有两种基因型，并且每一个体仅载有一个基因，而不是两个。因此，在群体中有2/3的伴性基因是由同型配子的性别所载有，1/3是由异型配子的性别所载有。2、数量性状选择（1）表型方差分析的数学模型P=G+E+IGE基因型值（G）可以剖分为：基因加性效应值（A），即所谓基因叠加效果引起的部分。显性效应值（D），由优势基因产生的部分。上位效应值（I），由位于不同基因座的基因或基因型之间的相互作用引起的部分。P=G+E+IGE=A+D+I+E（2）遗传力分析a、遗传力b、狭义遗传力一般认为，具有0.2以上的遗传力值的性状就有选择效果。遗传力的推断基本上采用方差分析、相关分析法和回归法，具体可分为：亲本与子代的相关或回归分析；完全同胞或半同胞的方差分析；选择实验结果的分析；求平行组的方差分析。目前，在水产动物多采用全同胞或半同胞的方差分析方法进行推断。（3）选择参数估计

数量性状的选择效果受性状的变异程度、性状的遗传力和人工选择情况三方面因素印象。变异程度和遗传力是生物的内部属性，也是影响选择效果的主要因素；人工选择情况是影响选择效果的外部因素，在一定条件下对选择效果起决定作用。用以说明人工选择情况与效果的参数有选择差、选择强度、选择反应和时代间隔等。a、选择差数（S）是指已选择个体性状的平均值与选择前整个群体该性状平均值的差数。选择差越大，说明供选择性状的变异程度越大，可选择的潜力也就越大。b、选择强度（I）是标准化的选择差，在数值上选择差（S）除以被选择群体的表型值标准差（δ），即I=S/δ。c、选择压力（P）是指选作育种对象的个体数（n）占选择前总个体数（N）的百分比值，也称中选比率，即P(%)=n/NX100。d、选择反应（R）选择反应是一种衡量选择效果的指标。指受选择性状经一世代的选择后，性状平均值的变化情况，在数值上等于选择亲本所繁殖的子代表型平均值（Yf）减去选择前群体的表型平均值（Y），即R=Yf-Y。e、世代间隔（G）是指子代出生时其父母的平均年龄。四、选择育种方法1、选择的基本方法选择育种工作可以从优良的个体或群体开始。水产动物多为雌雄异体，并且大多数是杂合度较高的群体品种，面前还没有人采用单一个体选择的方法获得成功。因此，不用单一个体的选择方法，二是选择一对性状相近的优良亲本对作为个体获得后代。选择的常用方法是家系选择和后裔选择。（1）家系选择a、定义指将具有目标性状和优势性状的个体选出来作为亲本繁育，逐代选择表现良好的个体，这种选择方法称为家系选择。家系选择的实质是对基因型的选择。b、家系选择工作的内容原始群体优势性状的综合评估分析；近亲交配和严格选择；系谱档案的建立、记录与整理。c、家系选择的选择效应家系选择的选择效应计算公式为：Rf=ifδfhf2

家系选择的效应大小取决于选择强度（if）、性状差异（δf）和性状的平均遗传力（hf2）。（2）后裔选择a、定义又称后裔测定，是依据繁殖亲本后代的质量来评定亲本种用价值的选择育种技术，其突出有点是能迅速判别亲本基因型。b、后裔鉴定的遗传学基础两性繁殖生物的受精过程表明，父本与母本为其后代各贡献一半的遗传物质，即每一后代从每一个亲本得到一半的遗传物质。根据后裔表现计算育种只的公式为：A=(P0-P)h(0)2+p其中，P0为后代（子女）的平均表型值，P为被选择亲本个体的表现型值，(P0-P)为选择差，h(0)2为后代（子女）性状表型均值的遗传力。（3）综合选择法a、定义所谓综合选择是将家系选择、混合选择和后裔鉴定等选择技术相结合进行的选育种方法。其特点是结合每一选择方法的优点，克服单一选择方法的一些技术难点。2、多性状的选择（1）顺序选择法定义：又称依次选择法或单项选择法，是指针对计划选择的多个性状逐一选择，每个性状选择一代或几代，待得到满意的选择效果后，再选择第二个性状，然后再选择第三个性状等，顺序递选。

不足之处a、费时；b、性状间的相互作用和自然选择的回归作用，均对选择效果产生较大影响，在水产动物的育种中这种方法一般很少采用。（2）独立淘汰法

a、定义也称独立水平法或限制淘汰法，即将所要选择的各性状分别确定一个选择界限，凡是需要留种的个体，必须同时超过性状的选择标准。如果有一项低于选择界限，不管其他性状优劣程度如何，均予淘汰。

b、不足之处优劣性状很容易同时被淘汰，而表型不显著的性状相反被保留。杂交（Hybridization)两个不同性状的个体彼此交配，称为杂交。杂种（Hybrid)由杂交而得的子代个体，叫做杂种。杂交育种（Crossbreeding)通过杂交将两个品种或物种的优良性状综合在一起培育出生物新品种或新类型的方法叫杂交育种。杂交育种是最基本的育种方法之一。杂交通过杂交把不同品种的不同基因型综合在一起。连续自交通过连续自交产生后代的多样性，并且向纯合体方向发展。选择通过不断选择，选出符合要求的纯合体。杂交育种的基本步骤在杂交育种中，杂交的目的在于把人们所需要的各种优良性状，从各个不同品种的生物中综合在一起；选择的目的在于挑选出符合人们需要的不同性状的组合，淘汰掉不需要的个体。没有杂交，不同的优良性状就不能迅速地综合在一起；没有选择，就不能导致有优良性状的生物类型的形成。杂交原始材料与亲本的选择杂交育种的方式一.杂交育种的相关概念杂交原始材料与亲本的选育种必须要有原始材料作为亲本。并以此为基础培育出优良的新品种。原始材料大致分两大类现有品种：包括当地品种、推广品种、引进品种野生种：野生种由于长期自然选择的结果，往往具有较强的抗病力与抗逆性。因此，常用野生种含有的对人类有利的个别基因，来改良现有品种，同时保留现有品种的优良性状。野生种的另一特点是它的高度杂合性，因而具有广泛的遗传基础，在用它进行杂交时，杂种变异范围广、选择余地大。但野生种一般常有经济性能差的缺点。杂交育种就是利用两个亲本的基因型，通过杂交来提供新的基因组合。杂交育种中，亲本的选择是育种过程中极为重要的一环。选择怎样的亲本才能够达到育种的目的呢？两个选择亲本的原则：一是亲本双方性状可以互补；二是双方的生物学差异，尤其是生态差异要比较显著。杂交后，可以产生变异较为广泛的后代。（P158）育种中，经常采用以下来源的品种进行杂交：本地品种×推广品种：推广品种×推广品种：本地品种或优良品种×国外优良品种优良品种×野生品种。即使在选择过程中已经选出优良种的个体，也不能任其自由交配，这是因为尽管两个优良个体之间交配获得优良后代的机会很大，但也不一定总是获得满意的结果。因此，必须要有合理的交配制度，并要正确地运用杂交手段，尤其是在利用不同品种进行杂交时更要慎重。常用的杂交育种手段包括以下几种：杂交育种的方式经济杂交

两个品种或品系杂交，第一代生活力强有利于生产，但优良性状不能遗传下去，所以子一代不能用来做种用，只能利用杂种当代。这种在生产上只利用杂种第一代的生产杂交方式叫经济杂交。如丰鲤（兴国红鲤×散鳞镜鲤）、荷元鲤、岳鲤（荷包红鲤×湘江野鲤）、芙蓉鲤（散鳞镜鲤×兴国红鲤）等，都是利用杂种第一代的生长优势，但杂种自交会发生分离。改良杂交

某个品种的各种经济性状基本上符合要求，只是有一、两个缺点需要加以改良而使用的杂交方式称改良杂交。如鲮鱼是一个很好的养殖品种，但是不能抗寒，如果在鲮鱼受的同时，加入抗寒能力较强的瓦氏雅罗鱼的精液，结果子一代（混精鲮）的抗寒力有所提高。假如逐代继续下去，就可以把鲮鱼改良成为一个抗寒品种。简单育成杂交级进育成杂交引入育成杂交综合育成杂交育成杂交根据一定的育种目标，选择合适的品种进行杂交，将控制不同性状的基因随机结合，并结合选择与培育，集双亲优良性状于一体的新品种育种方法。如各种金鱼品种。能把不同的优良性状综合在一起，这是通过基因重新组合而达到的。例如一个鱼类品种是丰产的，但不抗病，而另一个鱼类品种是低产的，但抗病能力较强。通过杂交，可以把双方的优良性状综合在一起，得到既高产又抗病的品种。通过基因的相互作用而产生新的性状，可能产生在生长和抗病方面都超过双亲水平的后代。可能产生可利用的杂种优势。杂交的遗传后果

杂交可能产生的遗传后果是多方面的。从积极方面讲：消极的方面：二、近亲繁殖与杂种优势近亲繁殖和杂交是一对矛盾的两个方面，两者的遗传学效应显著不同。近亲繁殖或近交可以使原来杂交的生物增加纯合性，从而提高基因型的稳定性，但往往会带来严重的衰退现象；而杂交可以使自交的生物增加杂合性，产生杂种优势，不能用有性繁殖的方法固定下来。在物种改良上，往往要交互地使用杂交和近交的方法，使人们能够得到近交和杂交的好处，而同时又能减少它们的不利影响。3.近亲繁殖近亲繁殖或近交是指亲缘关系较近的个体相互交配，繁殖后代。在各类近交中，亲缘关系最近的是自交，就是同一个体产生的配子相互结合，增殖下一代的新个体，即植物的自花授粉或动物的自受精。近交可提高遗传的稳定性，而稳定性显然来自纯合性。这过程可以从一对基因杂合体的连续自交中清楚地看出来。从遗传角度考虑，近交或自交会带来下列后果：引起性状分离使品系趋于稳定引起退化在杂交育种工作中，继杂交之后，必须采用自交方法，由此可以得到分离的后代，得到不同基因组合，由此选育出新品种。在形成新品种中，自交还可以使品种保持稳定。另一方面，含有一定程度的杂合性的优良品种，如果自交，既可使品种变质，又可能此起退化，降低生活能力，减少产量。也就是说，采用自交或杂交，要根据具体对象而定。有时两个亲本杂交，子代的某一数量性状并不等于两个亲本的平均，而是高于亲本的平均，甚至超出亲本的范围，比两个亲本都高，这种杂种比双亲优越的现象叫杂种优势（Heterosis).优势可以表现在生活力、繁殖力、抗逆性以及产量和品质上，或是生长速度、早熟性等方面。杂种优势百分比数＝（F2平均数－双亲平均数）/双亲平均数×100%杂种优势的特点（P100）杂种优势显性说－－对生长有利的数量性状由许多显性基因所控制，而与它们相对的隐性基因则是有害基因。近亲繁殖，特别是自交，后代纯合化，分离出形态上和生理上不良的个体，使它们的生活力减退，适应性降低。超显性说－－认为基因处于杂合态时比两个纯合态都好。遗传平衡学说杂种为什么会有优势呢？主要有两种论点：杂种优势率超亲优势率超标优势率杂种优势率杂种优势的度量本地品种与推广品种杂交家化品种与野生种杂交本地野生种与外来品种不同品系种间杂交（远缘杂交）杂交亲本的选择在鱼类育种中，杂种优势的利用是多方面的：1.单杂交－－利用两个不同的自交系或两个不同的品种进行交配，即A×B,所产生的杂种称为单交种，自交系一般要经过连续五代以上的自交，这种自系生产力比较弱，一般要制备比较多的自交系，一定要经过给试验，取其中比较理想的组合进行生产。2.双杂交－－用两个单交种进行杂交，称为双杂交，即（A×B）×(C×D),所产生的杂种，称为双交种。3.三杂交－－一个单交种和一个自交系或另一品种的杂交，称为三杂交。即（A×B）×C,所产生的杂种，称为三交种。利用三个自交系或三个品种进行杂交，有可能综合更多亲本的经济性状于杂交后代中，也就有可能比两个亲本单交更为完善和更具有杂种优势的子代。杂种优势的利用三.杂交育种应用鲤鱼不同品种或品系的杂交国内对鲤鱼杂交的研究国外对鲤鱼杂交的研究亲本的选择与配组亲本的纯度与杂种优势回交和复合杂交鱼类杂交育种的几个问题四.远缘杂交远缘杂交的概念指种间和属间以及亲缘关系更远的生物类型之间的杂交。天然杂交种远缘杂交的特点杂交不孕－－指两个物种的生殖细胞由于配子隔离不能正常受精、胚胎不能正常发育，因而不能获得有生活力的后代。这是一般远缘杂交中最普遍存在的现象。杂种不育－－指亲缘关系较远的生物彼此所得的杂种，因为生理功能不协调、生殖系统遭受扰乱而不繁殖后代或繁殖力很低的现象。鱼类的远缘杂交举例：杂种的核型或分子标记杂交子代的个体发育形态特征经济性状五.杂交种的鉴定和观测六、杂交育种的步骤杂交创新阶段自繁定型阶段扩群提高阶段七、杂交育种的应用提高生长速度提高抗病力提高抗逆性提高起捕率提高含肉率和肉质提高饲料转化率提高成活率创造新品种保存和发展有益的突变体抢救濒于绝灭的良种复习题名词解释杂交育种杂种优势远缘杂交回交育种一、天然雌核发育鱼类的遗传特性1.天然雌核发育鱼类染色体组多倍化

具有雌核发育生殖方式的物种，大多具有多倍化的染色体组，一般为三倍体，也有少数为四倍体。染色体组多倍化的现象在行杂种生殖和孤雌生殖的其他单性脊椎动物中均有发现。染色体组的多倍化是雌核发育等单性脊椎动物的共同特征。2.天然雌核发育鱼类遗传的相似性

由于雌核发育鱼类所产的卵子与一般两性物种的单倍体卵子不同，其染色体组仍然与体细胞的染色体数保持一致，故雌核发育后代个体之间以及与母本表现出高度的相似性。二、雌核发育生殖的细胞学机制1.天然雌核发育鱼类卵子的发生

雌核发育的生殖方式关键是形成了染色体未发生减数、具有雌核发育能力的卵子。揭示天然雌核发育动物卵子的发生机制是研究雌核发育生殖机制的关键。a减数分裂前内复制b无融合生殖c极体不排出2.雌核发育卵子的激活

雌核发育卵子需要两性亲缘种的精子激活发育过程。

eg:银鲫的2种繁殖方式，其卵子能够被十余种鱼类精子所激活。三、雌核发育鱼类的进化1.雌核发育鱼类的杂种起源

包括雌核发育生殖的单性脊椎动物均为杂种起源，即是通过两性物种种间杂交所形成的杂种演化而来：a.自然界中，单性脊椎动物总是与两性亲缘种栖居在一起的，形成单性-两性繁殖复合体；b.实验室中，通过两性物种间人工杂交，已合成了具有雌核发育能力的单性群体。2.雌核发育鱼类的进化历史

雌核发育物种等单性动物没有基因重组的机会，它们应该难以适应变化的环境。然而通过线粒体分析，单性种花鳉有10万年的进化历程，钝口螈有400万年进化历史，方正银鲫有16万年进化历史。3.天然雌核发育鱼类的克隆多样性

克隆多样性可能是由于两性种不断杂交，而杂种只要演化成雌核发育的生殖方式就相当于产生了一个新的克隆。四、异精效应

方正银鲫与具有100条染色体的普通鲫鱼不同，其染色体数为156或162，为天然三倍体。其群体中约含有5%-20%，为三倍体两性型种群。异源精子不仅起着激动卵子雌核发育的作用，而且还与卵核发生有限的基因交流。五、雌核发育与雄核发育诱导天然雌核发育一、雌核发育现象雌核发育：卵子在（精子的）刺激下，依靠自身的细胞核发育成个体的一种生殖方式。非减数卵子；无精卵融合的繁殖方式；产生后代与母本几本一致。天然雌核发育：银鲫，花鳉属二、三倍体胎生品系，月银汉鱼属银鲫的独特的遗传特性，选用兴园红鲤的精子未激活银鲫的卵子，它们的后代仍为清一色的雌性，即保持母亲的优良遗传特征，又在某种程度上表现出“父亲"的有利性状，且子代不分离、不退化、生长速度快的优势。其生长速度为普通鲫的2-3倍，并且具有食性广、易饲养、繁殖简便、生命力强、病害少、肉味佳、营养丰富、经济价值高等优点，这种银鲫取名为异育银鲫。人工雌核发育：

Hertwig（1911），人工的方法破坏蛙精核，得到人工单性个体（单倍体）。单倍体无生活力，需加倍得到二倍体（3种加倍方法）。传统的杂交、选择育种需要多代选育，耗时耗力，雌核发育二倍体人工诱导是一种快速建立纯合品系、克隆品系的有效手段；在性决定机制、单性生殖等基础研究方面亦具有重要价值。因而受到各国研究者的极大关注二、人工诱导雌核发育

1.精子染色体的失活

人工诱导的步骤：1.精子遗传物质的失活；2.卵子染色体的二倍化a．射线（Hertwig效益）r射线、X射线：穿透力强、处理样本均匀，使精核DNA完全破坏（泥鳅、鲤鱼、牡蛎等），材料获取不易，需要特别的安全防护措施。紫外线：DNA形成胸腺嘧啶二聚体、氢键减弱、DNA结构变化，从而导致复制和转录障碍。相对安全、廉价，穿透能力弱需对样本做预处理。使用比较广泛b．化学试剂甲苯胺蓝、吖啶黄、二甲基硫酸盐等。Tsoy得到雌核发育白鲑。c．杂交诱导种间杂交导致雌核发育。原因：不同种杂交不亲和性；胚胎细胞分裂周期调控差异。鲽类杂交，大马哈鱼，草鲤杂交等。

贝类也有类似的“Hertwig”现象，但由于紫外光破坏贝类顶体，导致受精能力下降。人工诱导的原则：完全破坏精子的遗传物质，保持精子一定的受精能力。2.雌育二倍体的诱导

卵子受遗传失活的精子刺激，通常发育得到单倍体。鱼类雌核发育单倍体一般可以进行早期的胚胎发育，但逐渐出现“单倍体综合症”，（亦为判断精子遗传失活比例的指标），不具有生活力。a．诱导原理：

鱼类成熟卵子停留在减II中期，海水贝类卵子停留在减I中期，通过抑制极体的排出或第一次有丝分裂实现二倍化。

抑制第一极体、抑制第二极体、抑制第一次减数分裂。由于抑制1、2极体的排除分别阻止了同源染色体和姐妹染色单体的分离；而抑制第一次减数分裂为单套染色体核内复制，其纯合度最高。b．人工诱导方法物理方法：温度休克法：酶的构型改变，阻碍酶促反应的进行，导致纺锤丝形成所需ATP供应受抑制，从而阻止染色体的移动。静水压法：抑制微管微丝形成，终止染色体移动化学方法：细胞松弛素（CB）：特异性地破坏微丝，使最终导致两个子细胞分离的微丝“收缩环”解体，阻止分裂沟的形成。6-二甲基氨基嘌呤（6-DMAP）：蛋白磷酸酶抑制剂，作用于蛋白激酶，终止染色体的分离，破坏微管聚合中心。秋水仙碱、咖啡因等c.生物学方法四倍体亲本获得二倍体卵子。3.人工诱导雌核发育二倍体实例

鱼类40余种；贝类不能发育到成体（雌核发育二倍体成活率较低）非整倍体的出现：在鱼类和贝类紫外线诱导雌核发育研究中发现大量的非整倍体，这是由于紫外光照射的剂量决定了精子染色体失活的程度。分为父本完全失活；部分失活两种情况，未失活的父本染色体逐渐被修复并参与细胞分裂，从而产生非整倍体。三、雌核发育二倍体的鉴别

人工诱导雌核发育，精子的失活处理效率影响，倍性差异较大，需要专门的手段鉴定染色体的二倍性。1.荧光显微分析法

制备细胞悬液，固定并染色；使用荧光显微镜及光度计，测量单个细胞的激发荧光强度。比较准确，操作麻烦、价格低廉。2.流式细胞仪检测

样品少、快速、准确，难以测量DNA微小剂量的差别，无法准确判断非整倍体。3.染色体组型分析最准确且必要的检测方法。对非整倍体的检测有效。4.分子标记辅助方法：同工酶

RAPDAFLPSSR四雌核发育二倍体的生物学特征1.受精细胞学机制

银鲫卵质促进精核核膜解体的功能异常，核膜无法崩解。人工处理的精子，入卵后精核始终受到抑制而不形成雄性原核，保持固缩状态，不与雌性原核融合。（对虾、牡蛎）形成雄性原核，但在第一次有丝分裂中期，雄原核无法形成染色体，而是形成致密的染色小体，随着分裂不断丢失。2.生物学特性a性别：XY，ZW

理论上讲，XY型动物雌核发育后代均为XX，即全雌；ZW型动物雌核发育后代ZZ（雄性）：WW（雌性）=1：1。泥鳅XY型，奥利亚罗非鱼ZW型。鱼类性别决定机制复杂，雌核发育后代与预期并不完全一致。泥鳅5%左右雄性个体，牙鲆，雄性比例11.3%-100%。b繁殖力较差

性腺发育不正常比例高（染色体不完整等原因导致）；怀卵量较少。c生长和发育速度较慢、成活率低3.遗传学特征

a二倍体类型

第一极体抑制型、第二极体抑制型、第一次卵裂抑制型。（减数分裂型雌核发育，卵裂型雌核发育）基因/着丝粒重组率（x）：鱼类染色体减数分裂存在干涉，每条染色体臂一般只发生一次交叉。第二次分裂分离频率（y）：指某基因位点为杂合体的母本诱导雌核发育二倍体时，子代中杂合体的出现频率；近交系数（F）：杂合体母本诱导的雌核发育二倍体，由于得到的纯合体都是同祖结合状态，杂合体都是异祖状态（y），故F=1-y。b雌核发育后代基因型

抑制第一极体排出，若无重组，则子代均为母本拷贝；而实际上距着丝粒较远的染色体臂往往发生重组，出现4种类型的卵子。第二次分裂杂合体的频率y=1-x。第二极体抑制型雌育二倍体，距离着丝粒近的基因为纯合体，距离远的为杂合体。第一卵裂抑制型，无基因重组，所有位点均为纯合体，F=1。五雌核发育二倍体在遗传育种中的应用1.快速建立纯系

2.性别控制和单性群体的利用3.遗传学研究的好材料

a．性别遗传机制

b．基因-着丝粒作图六雄核发育

1.人工诱导原理

射线破坏卵核，依靠精核发育成个体。存在Hertwig效应。紫外线处理已获得泥鳅、鲤等雄核发育个体。栉孔扇贝雄核发育卵子中，紫外线未影响雌性原核的形成，而是使原核形成变缓。在第一次卵裂中期，雌性原核不能形成染色体，而是形成浓缩的染色质小体，不参与核分裂。2.方法

抑制第一次卵裂：高温抑制（鲤、尼罗罗非鱼、泥鳅、虹鳟等）；静水压（虹鳟）。双精子融合四倍体亲本得到二倍体精子。3.雄核发育后代的性比

雄性异型：XX（雌性）：YY（雄性）=1：1YY个体与正常XX交配，子代均为雄性。

雄性同型：ZZ（雄性），与正常ZW（雌性）交配，后代正常。第一节生物染色体的多倍性多倍体－－指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。多倍体在高等植物是相当普遍的，显花植物中大约有一千种以上是多倍体，栽培植物中更为常见，禾本科植物可达75%。动物界多倍体很少。鱼类多倍体现象是比较普遍的。世界鱼类中有很多是多倍体。一、什么是多倍体

二、多倍体的分类

根据产生方法分：天然多倍体人工多倍体根据染色体来源分同源多倍体－－染色体已经复制，但细胞质没有分裂形成。异源多倍体－－两个不同的物种杂交，它们的杂种再经过染色体加倍形成。根据染色体组数目分：三倍体－－三个染色体组四倍体六倍体八倍体三、多倍体产生的机制多倍体是由于细胞内染色体加倍而形成的。染色体加倍则通过卵子第二极体的保留或受精卵早期有丝分裂的抑制而实现。精子入卵的时间是在第二次成熟分裂的中期，受精后放出第二极体。如果卵子受精后不排出第二极体，也即它们没有经过减数分裂而形成所谓的二倍体核，然后与单倍体精核结合，于是就形成三倍体。如果卵子受精后照常排出第二极体，并与单倍体精子结合形成二倍体受精卵，而受精卵的第一次卵裂受到抑制，则产生四倍体。第二节多倍体诱导一、人工诱导多倍体的原理二、人工诱导多倍体产生的方法二、人工诱导多倍体产生的方法

1鱼类多倍体产生的机制

2诱导多倍体鱼类的方法

自1945年Svrdson首先发现鲑科鱼类中存在多倍体类型起，在做过染色体研究的1600多种天然鱼类中，人们发现多倍体鱼类至少有150种(或亚种)以上。鱼类人工多倍体的研究工作在20世纪70年代后得到迅猛发展。先后在三棘刺鱼、鲽、川鲽、大菱鲆、鲤鱼、鲢、虹鳟、鳙、白鲫等30多种鱼类中获得多倍体试验鱼。

海水鱼仅进行了黑鲷、牙鲆三倍体，真鲷三倍体、四倍体等的基础研究。目前我国鱼类多倍体进展较快，且开始进入实用阶段。1鱼类多倍体产生的机制

多倍体是由于细胞内染色体加倍而形成的。染色体的加倍可以通过保留受精卵第二极体即抑制卵子的第二次成熟分裂或抑制受精卵的第一次卵裂来实现。

鱼类受精细胞学研究表明：鱼类精子入卵的时期是第二次减数分裂的中期，卵子受精后放出第二极体。如果设法抑制第二极体的放出即形成二倍体卵，二倍体的卵原核与正常精原核结合就形成三倍体；如果卵子受精后，照常排出第二极体形成单倍体卵，单倍的卵原核与单倍的精原核结合就形成二倍的受精卵，这时再抑制受精卵的第一次卵裂，则产生四倍体。

2诱导多倍体鱼类的方法

2.1生物学方法

云斑尖塘鳢与线纹尖塘鳢杂交示意图

远缘杂交、核移植及细胞融合是采用生物方法诱导鱼类多倍体的有效途径。Marian等(1978)最早发现草鱼♀×鳙♂之间的杂种是异源三倍体；Chevassus(1983)也指出鱼类的远缘杂交可能产生单倍体、二倍体和多倍体；刘思阳(1987)用雌性草鱼(2n=48)与雄性三角鲂(2n=48)杂交，获得子一代染色体数目为72的草鲂杂种三倍体；丁军(1992)用异育银鲫与兴国红鲤杂交获得复合四倍体，这种种间杂交抑制第二极体的排放从而产生多倍体，而种内杂交很少不排出第二极体的机理尚需进一步探讨。A、远缘杂交核移植诱导鱼类多倍体技术仍处于实验阶段，陆仁厚等(1982)用四倍体的草鱼培养细胞的细胞核作为供体移植到泥鳅的去核卵内，获得心跳期的四倍体胚胎，该技术的成熟，很可能成为诱导四倍体鱼类的有效途径之一。B、核移植诱导C、细胞融合主要诱导鱼类囊胚细胞与囊胚细胞、囊胚细胞与未受精卵、囊胚细胞与受精卵或者受精卵与受精卵之间的细胞融合，但由于细胞内染色体发生重排，实际得到是含各种不同数量染色体的鱼类细胞群。但利用这一技术可以探索改良品种的可能性。2.2物理学方法

主要包括温度休克法、静水压法，以及近年来尝试采用的高盐高碱法和电休克法(Teskeredjic等，1993)。物理学方法机制主要是通过破坏微管形成，使由微管蛋白聚合成的微管解体或阻止微管的聚合过程，使染色体失去移动的动力，人为抑制染色体向两极移动，形成多倍体细胞。

2.2.1温度休克法

即用略高于或略低于致死温度的冷或热休克来诱导三倍体(抑制第二极体排放)或四倍体(抑制第一次卵裂)的方法。根据处理温度的高低分为热休克法和冷休克法。一般冷水性鱼类如鲑科鱼类，宜用热休克，温度范围为28℃～36℃；温水性鱼类宜用冷休克，温度范围为0℃左右，但最近研究表明，鲤鱼用热休克同样可以获得较高比例的三倍体，香鱼三倍体的诱导用冷、热休克均可获得令人满意的结果。

进行温度处理最重要的是必须确定处理的开始时间、持续时间以及温度高低，鱼类温度休克敏感性的差异既与遗传背景有关(Streisinger，1981)，也与卵子成熟度有关(Refstie，1982)。Dubé等(1991)使用热休克方法成功地诱导了美洲红点鲑三倍体。卵受精后15min用28℃高水温热休克处理10min，诱导出100%的三倍体，孵化率42%。日本山口县外海水产试验场高山繁昭(1992)在水温15℃条件处理牙鲆卵受精4min，做出了100%的牙鲆三倍体。2.2.2静水压法

通常采用较高的水静压(650kg/cm2)来抑制第二极体的放出或者抑制第一次卵裂诱导产生多倍体的方法。该方法最佳条件易于掌握，处理程序易于标准化，对受精卵的损伤小，诱导率高(一般在90%～100%)。但需专门的设备如水压机等，同时样品室容量有限，不适宜大规模生产。Streisinger等(1981)用静水压阻止第二极体排出并用这种处理与乙醚相结合阻止第一次有丝分裂而产生纯合二倍体雌核发育斑马鱼。桂建芳等(1990)采用静水压处理获得了批量三倍体和少数四倍体彩鲫。2.3化学方法

所采用的化学药品主要有秋水仙素、细胞松驰素B(CB)、聚乙二醇(PEG)以及6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)。这些化学药物对染色体的运动并无影响，主要通过阻止分裂沟的形成、抑制细胞质的分裂，阻止了极体的释放而形成多倍体。Smith等(1979)用0.01%秋水仙素浸泡处于第一次卵裂前的溪红点鲑(Salvetinuspoutinatis)受精卵产生了多倍体以及多倍全与二倍体的嵌合体。

湖北省水生生物所(1976)也曾用秋水仙素处理草鱼♀×团头舫♂杂种2-4胞期胚胎，获得一定比例的三倍体和四倍体。用秋水仙素处理容易形成嵌合体且成活率较低，人们常用秋水仙碱与种间杂交相结合诱发异源多倍体。细胞松驰素B是一种细菌的代谢产物，Allen等(1979)报道用浓度10mg/L的细胞松驰素B(溶解于2.5%DMSO)处理大西洋鲑(Salmosalar)的受精卵获得二倍体、三倍体和四倍体的嵌合体，但以三倍体为主。Refstire(1981)用浓度为1μg/mLCB溶液(0.1%DMSO)处理虹鳟受精卵30～40h直至4胞期，也获得了多倍体与三倍体的嵌合体，但以四倍体为主。尽管细胞松驰素B的诱导效果较好，但因是致癌剂，影响了它的使用推广。聚乙二醇是一种常见的细胞融合剂，Ueda等(1986)用聚乙二醇处理虹鳟的精子，然后让其与卵子受精，结果得到了2/5的三倍体虹鳟胚胎。

6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)自1993年广泛应用于诱导贝类多倍体，其低毒、高效、价格便宜，但目前还没有用来诱导鱼类多倍体的报道。化学药品一般较贵，而且有毒性，诱导的多倍体往往是嵌合体，不如温度休克与静水压处理诱导鱼类多倍体使用普遍。第三节多倍体的倍性鉴定方法主要分为直接方法和间接方法。直接方法包括染色体计数和DNA含量测定等。间接方法包括细胞测量、蛋白质电泳、生化分析和形态学检查等。上述方法中哪种方法是最直接和精确的鉴定多倍体的方法？

对于卵裂至囊胚晚期或至肠胚早期的受精卵用染色体制片直接计数测定；刚孵化出的仔鱼则用红血球核体积和核面积测量计算测定较为合适；到鱼苗乃至成鱼如保留活体则可采用取血测量红血球体积、测定DNA含量、蛋白质电泳法，或剪下鳍条进行蛋白质电泳、生化分析以及外部形态学观察测定。鉴定多倍体的方法核体积测量－－细胞核大小与染色体数目成正比例增加，而且为了维持恒定的核质比率，随着细胞核的增大，细胞大小也按比例增加。因此组成多倍体的细胞及其细胞核较二倍体大些。红血球的测量被广泛用来鉴定多倍体鱼，其中以核体积之比来表示。核面积＝3.14ab,核体积＝a2b/1.91,一般地，二倍体与三倍体核体积预期比率应该是1：1.5，而核面积比率应该为1：1.3。除红血球外，也有用其它的体细胞如脑细胞、软骨细胞、网膜细胞、上皮细胞、肝细胞、肾细胞等，但要预先制作切片。蛋白质电泳－－如用血清蛋白电泳图差异来辨别二倍体与三倍体。生化分析－－关东系银鲫二倍体与三倍体种群比较，两者肌肉的基本组成及蛋白质组成大体一致，但三倍体具有较少的红血球数量，较高的平均血球体积与平均血球血红蛋白。草鱼、花鲢、三西洋鲑也得到类似的结果。形态学检查－某些鱼的三倍体和二倍体之间有形态上的差别。染色体计数－－是鉴定鱼类多倍体最准确的方法，但比较费时。要有好的染色体标本，质量好的染色体标本可以从胚胎获得，因为胚胎具有高的有丝分裂指数。DNA含量测定－－同一生物内，不同组织的细胞，结构和功能有很大的差异，但其细胞核内DNA含量是相同的，而且生殖细胞核内的DNA是体细胞内的一半。目前有两种测定细胞内DNA含量的方法：显微光密度测定法；流式血流计数法。多倍体鱼类的生长与发育（1）生活力（2）多倍体鱼的性腺发育

多倍体尤其是三倍体鱼类因其染色体组发生了数量变化，性腺发育受到抑制，生长特性发生变化，因而为养殖生产所利用。

诱导鱼类多倍体技术在水产养殖上的应用1控制过度繁殖

湖泊等一些养殖水域，需要合理的放养种群及密度，以维持良好的生态环境。为了有效控制某一种群的过度增生，避免造成对环境的破坏，采用放养部分不育的三倍体鱼类可解决这一问题。如草鱼虽可控制杂草的生长，但草鱼的天然繁殖能力强，易造成对水生植物的毁坏，用人工诱导的方法产生具有消耗杂草能力的不育三倍体草鱼乃是很有效的途径之一。

2提高生长速度

由于三倍体鱼的不育性，性成熟时在二倍体中用来促进性腺发育的能量在三倍体中则被用于体细胞的生长，因而成体三倍体的生长速度普遍超过二倍体。三倍体泥鳅最初2个月生长速度和二倍体一样，但4～5月龄后生长速度超过二倍体的20%～30%(Kim等，1994)；三倍体斑点叉尾鱼会在2月和4月龄时与二倍体生长速度差不多，13月龄后生长速度比二倍体快15%左右(Wolters等，1982)。三倍体鱼具有极好的潜在经济价值。

3延长鱼类寿命

一些鱼类在繁殖期间会遭受损失甚至全部死亡，如大麻哈鱼产卵后通常死亡，虹鳟在缺乏产卵支流的湖泊中会有很高的死亡率。三倍体鱼类因性腺不能充分发育，避开繁殖期，从而避免了繁殖期死亡。

4改善鱼肉品质

三倍体斑点叉尾鮰具有比二倍体小的头部；三倍体鲽与川鲽杂种的平均鱼片重量比二倍体杂种高得多。此外，一些研究者认为，三倍体鱼类提高了鱼肉的口感及出肉率，如虹鳟三倍体的口感明显优于二倍体(张涌泉，1989)第一节细胞融合细胞融合又称体细胞杂交或超性杂交。细胞融合－－在自发或人工诱导下，两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞的现象。包括：1.精子和卵子的融合

2.正常情况下不能进行有性杂交的异种细胞，融合成杂种细胞（hybridcell）。细胞融合是六十年代发展起来的一门技术，属于细胞工程学的一个分支，为体细胞遗传学的发展开辟了道路。应用细胞融合技术，可以跨越杂交的障碍，结合不同种的优良性状。1957年发现仙台病毒在体内和体外均引起欧利希氏腹水癌细胞的融合。1960年异种哺乳类动物细胞融合成功一、融合方法

促使细胞融合的制剂称为融合剂。细胞融合剂主要分为病毒与化学物两大类：病毒：仙台病毒、灭活的疱疹病毒、腮腺炎病毒以及新城鸡瘟病毒等，其中仙台病毒最早用于诱导细胞融合，成为早期细胞融合技术广泛采用的标准融合剂；化学物：硝酸钠、聚乙二醇（PEG）、聚醋酸乙烯脂（PVA）、聚乙烯吡咯酮（PVP）、硫酸多缩葡萄糖、溶血卵磷脂、甘油、油酸盐、膜动剂（AZC），磷酸盐，脂质以及二价阳离子载体等。其中以PEG应用最广，效果最好。电融合：利用电场使细胞排列成串，并紧密接触；再使用电脉冲使细胞接触部分发生细胞膜融合。激光融合：利用激光微束破坏相邻细胞的接触区，从而导致细胞膜的融合。（诱导鱼类细胞融合，张闻迪）细胞融合过程需经过三个阶段（p156图7-1）1、点接触

两个细胞表面结合在一起的凝集状态。其结合力不那么强，而且各个细胞保持完整的球形。2、面接触

病毒/PEG等使细胞进入面接触状态。在此阶段各个细胞呈斜球形，细胞膜开始发生融合。3、融合

融合过程进一步进行，则全部形成球或卵形融合细胞。二、融合细胞的筛选与鉴定荧光标记筛选：

荧光抗体技术+流式细胞仪=快速分选术形态、生化或遗传标记：

区别在形态\生化上具有明显特征的细胞（藻类）；利用遗传标记对筛选出的细胞株做鉴定。选择培养基筛选：

利用杂种细胞特有的生化途径，使用选择培养基进行筛选。脾脏细胞与骨髓瘤细胞融合：DNA合成途径1.糖与氨基酸（叶酸为辅酶），2.次黄嘌呤、胸腺嘧啶核苷途径。HAT培养基筛选融合细胞。三、细胞融合技术的应用单克隆抗体的生产：外源蛋白通常会诱导脾脏的B淋巴细胞产生抗体，抗原可诱导多种B细胞合成不同的抗体。被激活的B细胞增殖产生可合成抗体的后代，称之为克隆。多种B细胞后代的细胞群，称之为多克隆。单克隆的制备需要细胞融合技术。