栉孔扇贝和虾夷扇贝杂交过程中的细胞与分子遗传学分析
本文在顺利进行栉孔扇贝和虾夷扇贝杂交的基础上，采用染色体核型分析、GISH、FISH等细胞遗传学手段和RAPD、ISSR．、DNA测序、PCR-RFLP及同工酶电泳等分子生物学手段对两种扇贝在杂交过程中产生的一些重要的遗传学现象进行研究。得出如下结果：
1．对栉孔扇贝和虾夷扇贝正反杂交中的配子受精和子代早期胚胎发育进行观察。结果表明，两种扇贝间不存在明显的配子前生殖隔离，异种配子间的受精能力和杂种胚胎发育过程与亲本自交组相当；但后来的GISH分析表明：两种扇贝配子间可能存在亚生殖隔离方式，即同种配子优先受精现象，表现为当同源精子和异源精子同时存在的情况下，扇贝的卵子优先选择同源的精子受精，说明两种扇贝的配子识别机制还是存在差异的。
2．采用染色体核型分析技术对扇贝正反杂交子代早期胚胎的染色体构成进行研究，结果发现，在染色体数目上，绝大多数杂交子代的染色体数目为38条，仅有少数个体为单倍体、三倍体或非整倍体，核型分析表明杂交子代染色体组型为2Il：6m+11sm+18st+3t，基本为双亲染色体核型的综合。引入基因组荧光原位杂交技术，采用优化的GISH条件对杂交子代早期胚胎的染色体构成进行分析，结果发现优化后的GISH技术能够更直观地对杂种子代进行鉴定，绝大部分杂交子代中有一半的染色体(11=19)被一方亲本的基因组探针标记上，而另一半染色体能被另一方亲本的基因组探针标记上，因而说明杂交子代为真正精卵结合水平的杂交种，然而有少数杂交后代为母本类型的个体或不对称继承类型的个体。构建了种属特异性ITSl基因探针，采用优化的FISH条件对杂交扇贝染色体构成进行进一步的分析，结果表明：优化后的FISH技术不仅能通过染色体上的杂交信号对杂交子代进行鉴定，而且还可以通过间期细胞上的杂交信号对杂种进行鉴定，无论用哪方亲本的ITSl基因作探针，杂交子代染色体和分裂相上均产生了亲本半数的杂交信号，进一步证明了栉孔扇贝和虾夷扇贝杂交子代早期胚胎为真正精卵水平的杂交种。
3.采用ISSR.和DNA测序及PCR-RFLP技术对扇贝正反杂交子代早期胚胎遗传物质的遗传变异进行研究,结果表明:子代对双亲核遗传物质的继承并非是双亲遗传物质的简单叠加,在同时继承了双亲特异位点的同时,还出现了少数位点的变异,杂交使子代的遗传多样性增加,遗传关系上子代介于双亲之间,略偏向于各自的母本。而杂交扇贝对线粒体基因的继承,可能仍遵循严格的母性遗传。
4.采用GISH、RAPD和同工酶电泳技术对连续两年所制备的栉孔♀×虾夷♂杂交贝成体进行遗传检测,结果表明不能证实杂交扇贝成体为真正精卵结合水平的杂交种。杂交贝成体中未检测到父本遗传物质的存在。同时采用核型分析和GISH分析技术对回交和自交F2子代早期胚胎的遗传构成进行研究,发现自交F2染色体组成与栉孔扇贝相似,回交子代染色体组成与杂交F1早期胚胎相似,进一步说明杂交贝成体并非精卵结合水平上的杂种。
5.采用GISH、RAPD及RFLP-PCR技术对栉孔♀×虾夷♂杂交扇贝胚胎发育过程中遗传构成变化进行跟踪监测,结果表明,父本遗传物质在杂交扇贝群体中的丧失可能发生在胚胎发育早期。
这些结果说明,栉孔扇贝和虾夷扇贝杂交子代群体在胚胎发育过程中可能经历了前所未知的较大的遗传构成变化,成活下来的个体可能已不是真正精卵水平的杂种,这对正确认识两种扇贝的杂交及其它海洋贝类远缘杂交也有重要意义。
栉孔扇贝;虾夷扇贝;远缘杂交;细胞遗传学;分子遗传学
中国海洋大学
博士
海洋生物学
王清印;杨爱国
2006
中文
S985.36;Q321.3
128
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）