九、染色体工程

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2. 缺点
准确的处理时间； 诱导率、成活率及孵化率的提高； 准确可靠的倍性鉴定方法的确定。
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第二节 雌、雄核发育
一．人工诱导雌核发育的方法 二．雌核发育的鉴别 三．雌核发育的意义 四．人工诱导雄核发育
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雌核发育（gynogenesis）是单性生殖的一种，指卵子依靠 自己的细胞核发育成个体的生殖行为。同种或异种精子进 入卵内只起刺激卵子发育的作用，不形成雄性原核和提供 遗传物质，其子代的遗传物质完全来自雌核，只具有母本 的性状。
由于多倍体动物具有生长速度快，成活率高 及抗病能力强等特点，所以人工诱导多倍体、 改善动物经济性状倍受重视。
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一、技术方法
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多倍体是由于细胞内染色体加倍而形成的， 即通过抑制受精卵第二极体的放出产生三倍体， 或抑制第一次卵裂产生四倍体，可以利用生物、 物理和化学的方法得到多倍体。
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1. 生物学方法
生物学上主要通过杂交尤其是种间杂交获得异源多倍体。 Rasch等（1965）年首次证明了三倍体脊椎动物可以通过
杂交产生，他们将雌核发育的二倍体帆鱂（Poecilia formosa）与P.Vittate杂交，得到三倍体后裔。 例如用雌性草鱼（2n＝48）与雄性三角鲂（2n＝48）杂交 可以获得子一代染色体数目为72的草鲂杂种三倍体。 异育银鲫与兴国红鲤杂交获得的复合四倍体，通过细胞方 法证明其产生的原因是受精卵发生了两性融合。 这种不同科、属、种之间的远源杂交，会导致第二极体不 排出，而产生多倍体。
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1. 间接法：核体积测量、蛋白质电泳、系列 化学分析、形态学检查等；
2. 直接法：染色体计数、DNA含量测定等。
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核体积测量：二倍体/三倍体核体积之比为1:1.5， 二倍体与四倍体的核体积之比为1:1.74。核体积测 量法省时、简单，在生产现场就能进行而广为人们 采用，但缺乏准确性，亦测不出嵌合体，往往需要 校正；
第九章 染色体工程
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什么是染色体工程？
染色体工程（chromosome engineering）： 是人们按照一定的设计，有计划地消减、添加
或代换同种或异种染色体，从而达到定向改变遗 传特性和选育新品种的一种技术。广义上讲它还 应包括染色体内部的部分遗传操作技术，因此也 称为染色体操作。
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第一节 人工诱导多倍体 第二节 雌、雄核发育 第三节 染色体显微操作技术 第四节 染色体转移技术 第五节 人工染色体
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第一节 人工诱导多倍体
一．技术方法 二．倍性鉴定方法 三．优点与缺点
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多倍体（polyploid）是指每个体细胞中含有三 个或更多染色体组的个体而言。在自然界中， 多倍体现象在高等植物中相当多，而动物界 却少得多。
1939年，Frankhauser和Griftiths首先在两栖类 中成功地诱发了三倍体。
目前对鱼类使用温度休克法诱导三倍体的工作报道较多。 一般来说，冷水性鱼类如鲑科种类应用热休克法好，而温水 性鱼类用冷休克效果较好。
优点：廉价、易操作，是诱导动物细胞多倍体化的常用手 段，也有利于大规模生产使用。
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⑵ 水静压法：采用较高的水静压（65kg/cm2）抑
制第二极体的放出或第一次卵裂来产生多倍体。 优点：诱导率高（一般在90％～100％）、处理
自然界中一些无脊椎动物和鱼类等存在。 人工诱导雌核发育是指用经过紫外线、X射线或γ射线等处
理后的失活精子来“受精”，再在适当时间施以冷、热、 高压等物理处理，以抑制第二极体的排出，使卵子发育为 正常的二倍体动物。
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凡雌核发育的个体，都具有纯母系的单倍体染色体 组，依赖于卵子染色体组的二倍体化。
秋水仙碱：可以抑制细胞分裂中纺缍丝的形成，因而抑制 F2和聚乙二醇等。 缺点：化学药品一般比较昂贵、且具有毒性，影响处理后
的胚胎发育，同时加上化学药物诱导产生的多倍体往往是在 育种上没有价值的镶嵌体，所以化学方法在实际中的应用不 及物理方法。
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二、倍性鉴定方法
时间短（3～5min），对受精卵损伤小、成活率高。 缺点：需要专门的设备——水压机，成本较高，
其样品室容量有限，处理卵的量有限，所以不适 于大规模生产的。
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3. 化学方法
有些化学物质也可以用来阻止第二极体的排出或受精卵的 有丝分裂而产生三倍体或四倍体。
细胞松驰素B：能抑制肌动蛋白聚合成微丝，从而抑制细胞 质分裂。
生化分析：如在关东系银鲫中，三倍体红血球的丙 酮酸激酶的含量含著高于二倍体。
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染色体计数：是鉴定多倍性倍性的一种最为准确、 直接方法，但缺点是费时；
DNA含量测定：流式细胞仪。是较为先进常用的方 法，其测定快速准确，并能测出嵌合体，但需要特 殊的仪器设备。
采用何种方法均有利有弊，进行鉴定主要依赖于所 测样本的发育时期、实验要求和所具备的仪器设备 条件。
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三、优点与缺点
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1. 优点
多倍体育种技术方法简单、见效快，具有潜在的理论和应用 价值。
许多诱导的多倍体动物如两栖类、鱼类、贝类等都具有良好 的生存力和生长率。
种间杂种生长快，可以同时具有两个不同的种的优良特性。 利用三倍体不育的特性，将生殖腺发育消耗的能量用于动物
生长，可以避免因繁殖季节及肉质下降而延误上市时间或影 响商品价值，缩短了养殖周期，减少了养殖成本，这在鲍鱼、 昆虫等方面已有应用。 某些多倍体动物肉质量、含氧量、抗病性等经济性状较二倍 体好。
1911年，赫特威氏就第一个成功地人工消除了精子 染色体活性，并发现了“赫特威氏效应”。
赫特威氏效应指只有在适当的高辐射剂量下，才能 导致精子染色体完全失活，届时精子虽能穿入卵内， 却只能起到激活卵球启动发育的作用。
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2. 物理学方法
包括温度激变（温度休克法）、机械创伤、电离辐射、离 心、水静压法和高盐高碱法等。
⑴ 温度休克法：冷休克法（0～5℃）和热休克法（30℃）。
定义：用略高于或略低于致死温度的冷或热休克来诱导三 倍体或四倍体的方法。
关键：能否成功地阻止第二次成熟分裂或第二极体的排出。 要达到这一点，必须考虑温度处理的开始时间（TA）、处理 持续时间（D）和处理温度（T）这三个因素。