鱼类三倍体育种与二倍体育种的优劣分析报告

鱼类三倍体育种与二倍体育种的区别金玥（上海海洋大学生物技术专业0812104）摘要：本文就现在推广的三倍体育种和传统的二倍体育种在鱼体的身体结构与外形特征，血液理化指标及三种育种方法上做一比较，得出即使三倍体育种现在广泛推行但是它带来的各种后续问题并没有很好的研究解决,所以在我们大力支持三倍体育苗的同时是否也应该考虑传统的二倍体育苗,毕竟回归自然改善自然才是科技发展的真正体现.本文结论仅供读者参考。

关键词：三倍体二倍体育种一．三倍体与二倍体的定义：三倍体是：♦定义1：含有三组染色体的细胞或生物。

三倍体生物因难以进行减数分裂形成配子，故常不育。

所属学科：海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海洋生物技术（三级学科）♦定义2：具有3套染色体组的生物体。

所属学科：水产学（一级学科）；水产生物育种学（二级学科）♦定义3：具有三套染色体组的细胞或个体。

所属学科：细胞生物学（一级学科）；细胞遗传（二级学科）♦定义4：有三套染色体组的细胞或个体。

所属学科：遗传学（一级学科）；细胞遗传学（二级学科）二倍体是：♦定义1：含有两组染色体的细胞或生物。

雌、雄配子结合后发育而来的生物为二倍体。

所属学科：海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海洋生物技术（三级学科）♦定义2：具有2个染色体组的生物个体。

所属学科：水产学（一级学科）；水产生物育种学（二级学科）♦定义3：含有两套同源染色体的细胞或个体。

以2n表示。

所属学科：细胞生物学（一级学科）；细胞遗传（二级学科）定义4：具有两套染色体组的细胞或个体。

所属学科：遗传学（一级学科）；细胞遗传学（二级学科）二．成年二倍体鱼与三倍体鱼身体结构区别1.外形成年三倍体鲫鱼（图一）成年二倍体鲫鱼（图二）从图一和图二可见成年三倍体鲫鱼在体积上比成年二倍体鲫鱼要大，其鱼尾、腹鳍、背鳍和头部的大部分器官都比二倍体的鱼大。

此外，三倍体鱼的腹部比二倍体体积要大，其背部肌肉比二倍体鱼要紧实。

2. 二倍体鱼与三倍体鱼垂体细胞和超微结构比较2 种不同倍性鱼的垂体呈鸡心形或近圆形, 外形差别不是很大, 白色, 位于间脑腹面, 以垂体柄与下丘脑相连. 这些垂体都是由神经部和腺部两部分组成. 垂体神经部由神经纤维微血管及神经胶质细胞组成, 其神经纤维极其细微的分枝分布于垂体腺部(腺垂体)的各个区域, 胶质细胞与微血管网紧密相连.垂体腺部分为前腺垂体中腺垂体和后腺垂体二倍体的STH 细胞被橙黄G 染成橙黄色(图1(b)), 三倍体的STH 细胞被染上很浅的黄色或着色不明显(图1(d))此外，二倍体的GTH 细胞被过碘酸雪夫试剂染成紫红色(图1(b)), 三倍体的GTH 细胞染成较深的紫红色(图1(d))。

不同倍性鱼的垂体中同一类细胞体积大小有明显差别, 呈现的趋势为三倍体细胞>二倍体细胞, 其中二倍体三倍体STH 细胞直径分别为8.2, 13.7, 它们的细胞核直径分别为3.4, 5.6⎧m; 二倍体三倍体GTH 细胞直径分别为10.1, 14.6 ⎧m, 它们的细胞核直径分别为4.1, 6.1⎧m. 明显可见, 2 种鱼的GTH 和STH 细胞的直径随着倍性的增高而增大.具体的测量结果见表1. 除STH 和GTH 外, 在垂体的其他4 种分泌细胞中, 它们的细胞及细胞核直径也随着倍性的增高而增大.不同倍性鱼类中腺垂体的嗜酸性细胞和嗜碱性细胞所占的比例表现出差异. 在繁殖季节, 二倍体中腺垂体嗜酸性细胞占25%, 嗜碱性细胞占75%; 而三倍体中腺垂体的嗜酸性细胞占38%, 嗜碱性细胞占62%三．成年二倍体鱼与三倍体鱼血液理化指标分析二倍体大黄鱼和三倍体大黄鱼三项血液血细胞常数值测定结果大黄鱼二倍体、三倍体8项血液生理指标差异显著性分析表2显示出大黄鱼三倍体的红细胞数RBC、血栓细胞数TC和红细胞沉降率ESR低于大黄鱼二倍体的红细胞数RBC、血栓细胞数TC和红细胞沉降率ESR, 是二倍体的0152倍、0169倍和0171 倍, 线性分析有显著性差异。

大黄鱼三倍体的白细胞数WBC、平均红细胞体积MCV、平均血红蛋白MCH 和平均血红蛋白浓度MCHC均高于大黄鱼二倍体的白细胞数WBC、平均红细胞体积MCV、平均血红蛋白MCH和平均血红蛋白浓度MCHC, 分别是二倍体的1132倍、1124倍、2112 倍和1179倍, 线性分析有显著性差异。

大黄鱼三倍体的血红蛋白HGB与大黄鱼二倍体的血红蛋白HGB基本接近, 是二倍体的0195倍, 线性分析无显著性差异。

这些理化指标说明：1.鱼类的血液生理指标值的大小随着鱼类种类、年龄、性别、性周期、营养状况、季节变化以及鱼类本身活动性等因素而有所变化。

2.人工诱导的三倍体大黄鱼, 具有三套完整染色体组, 比正常大黄鱼二倍体多一套, 结果导致三倍体大黄鱼细胞核体积增大、细胞体积也变大, 结果也使其具有大黄鱼二倍体所没有的诸多优良性状。

3. 人工诱导的大黄鱼三倍体平均红细胞体积MCV、平均红细胞血红蛋白MCH 和平均红细胞血红蛋白浓度MCHC均高于大黄鱼二倍体, 分别是二倍体的1124倍、2112倍和1179倍, 表明大黄鱼三倍体红细胞性状优于大黄鱼二倍体。

鱼类白细胞机能与免疫、抗疾病能力有关, 在白细胞血液生理指标上大黄鱼三倍体的白细胞数WBC高于大黄鱼二倍体的白细胞数WBC, 是二倍体的1132倍, 表明三倍体的大黄鱼抗病性优于二倍体的大黄鱼。

4. 从血液学的倍性效应看, 大黄鱼三倍体与大黄鱼二倍体比较, 血液中红细胞血红蛋白总量不变, 红细胞体积的变大, 红细胞数目的减少, 白细胞数目增多。

这与其它三倍体品种鱼类血液学的倍性效应相同[ 5~ 9]。

我们进行生物学测量时(受惊扰) 观察到三倍体大黄鱼比二倍体大黄鱼体色稍微苍白, 原因可能是三倍体鱼红细胞的体积增大和数目减少, 引起了红血球在末梢血管系统流动的速度缓慢, 在过激运动后身体恢复速度要比二倍体缓慢, 所以在养殖生产三倍体鱼类要注意少惊扰。

四．二倍体与三倍体在育种技术上的区别三倍体育种：1.利用四倍体鱼精子与二倍体日本白鲫卵子受精形成了三倍体湘云鲫。

湘云鲫具有生长速度快、不育、肉质好等特点。

四倍体鲫鲤和三倍体湘云鲫在染色体数目、DNA 含量、性腺发育及mtDNA, 等方面已被进行了较系统的研究.利用异源四倍体鲫鲤与二倍体金鱼通过倍间交配方式产生了新型的三倍体鲫鱼，其不但表现出以前培育的三倍体湘云鲫不育、生长速度快等优点，而且在外形、肉质等方面比湘云鲫有所改进。

2.人工诱导鱼体三倍体基因在漳浦县江口育苗场对养殖大黄鱼受精卵进行冷休克实验，结果如表1所示同年，在宁德市金鼎育苗场进行了热休克实验，结果如表2所示从表1中可以看出，冷休克诱导三倍体在相同温度条件下，以受精后2分钟为处理起始时间，10分钟为处理持续时间可获得较高的孵化率和三倍体诱导率；在不同的温度条件下，以处理温度6摄氏度处理起始时间为受精后2分钟，处理持续时间为10分钟的条件组合获得了最高孵化率11.5%，以同样的处理起始时间和处理持续时间在2摄氏度条件下获得最高三倍体诱导率27.3%。

实验条件下，大黄鱼冷休克三倍体诱导效果相对较好的组合为：受精后2分钟，4摄氏度持续处理10分钟可见，热休克处理中，在处理持续时间为5分钟条件下，水温为37摄氏度，处理起始时间为受精后2.5分钟的三倍体诱导效果较好! 当处理水温达到40摄氏度时仅极少数受精卵孵出，虽然在孵出的受精卵中有较高的三倍体诱导率，但在实际应用中没有意义!3.雌核发育二倍体的诱导人工诱导雌核发育, 是迅速实现基因纯合的方法之一, 理论上说, 该方法可以使优良性状以最快的速度达到纯合固定, 还可以通过雌核发育个体的性别转换实现养殖群体的性别控制, 达到培育单性品种的目的。

在雌雄个体生长速度和成鱼规格差异较大的物种、或在某一性别成熟过早的物种中尤为重要。

因此, 水产动物染色体操作研究是过去20a 来鱼类遗传育种研究中的较活跃领域之一水产动物染色体操作主要有化学方法和物理方法。

在贝类和节肢动物染色体操作中, 多采用化学休克法诱导染色体加倍, 在鱼类染色体操作研究中,大多采用的是物理休克法进行染色体加倍。

静水压力( Hydrostatic pressur e) 处理是在鱼类染色体操作中应用非常成功的一种诱导方法, Str eisinger 等，首先在斑马鱼中获得成功, 之后, 出现了许多利用静水压力诱导鱼类多倍体或雌核发育的研究报道图为用静水压力处理鱼类染色体的结果五．讨论与总结二倍体育种为我国传统鱼苗育种方式，其方法一般为野生鱼体杂交——挑选优良品种——再次培育（包括少量杂交）——保留优良品种。

而三倍体作为改革开放以来大力研究，大量推广的一种新型鱼苗方法，它有如下几种方式：一．人工雌核(雄核)发育二倍体的诱导。

二. 人工诱导鱼体三倍体基因三.二倍体与四倍体杂交得到从两者的方法上来看二倍体养育方法单一而三倍体方法多样,但是前者方法简单易于掌握而后者却需要大量的人工研究与探索,即使技术成熟也要较高素质的人员来完成这一系列的步骤,难度较大且耗时耗力.此外,从两者培育出的鱼种来看,同种鱼不论在身体结构,外形特征,抗病能力还是各项血液指标来看三倍体鱼均优于二倍体,但是三倍体鱼不孕不育,不能保留自身优良的品种基因.所以,每一代三倍体鱼苗都要通过上段所述方法重新育苗,这当中就存在一定风险,基因也因此无法有效控制.而正因为三倍体鱼无法生育,所以鱼体本身的一些生长激素也不同于正常鱼类,而这些影响是否会对人体有一定影响也没有深入研究.所以,三倍体育苗技术固然有值得赞赏的地方,但我们也应理性的认识里面的利害关系,合理开发,合理运用,让科技真正作用于人类.参考文献：Stefano Peruzzia, Stamatis Varsamosa,c, Be`atrice Chataina, Christian Fauvela,Bruno Menua, Jean-Claude Falguie`rea, Armelle Se´ve`red, Gert Flik 《Haematological and physiological characteristics of diploid and triploid sea bass, Dicentrarchus labrax L.》cDepartment of Animal Physiology, University of Nijmegen, Toernooiveld 1, 6525 ED Nijmegen, The Netherlands宋立民袁立来刘肖莲王卫民《2种鉴定黄颡鱼三倍体个体方法的比较》第28卷第2期2009年4月华中农业大学学报Yoon Kwon Nama,*, In-Seok Parkb, Dong Soo Kima《Triploid hybridization offast-growing transgenic mud loach Misgurnus mizolepis male to cyprinidloach Misgurnus anguillicaudatus female:the first performance study on growth and reproduction of transgenic polyploid hybrid fish》Faculty of Marine Science, Korea Maritime University, Busan 606-791, South Korea吴建绍《大黄鱼二倍体和三倍体血液生理指标的比较研究》第40卷第4期厦门大学学报（自然科学版）2001年7月贾钟贺, 王常安, 徐奇友, 许红, 白庆利《高蛋白和高脂肪饲料对二倍体与三倍体山女鳟生长性能和营养成分的影响》第25卷第4 期大连海洋大学学报庄岩, 蓝勋, 王志刚, 齐洁, 王旭波, 张全启《牙鲆同质雌核发育二倍体的诱导及其早期生长研究》第40 卷第6 期 2010 年6 月中国海洋大学学报C.A. Hyndman a, J.D. Kieffer a,*, T.J. Benfey b《The physiological response of diploid and triploid brook trout to exhaustive exercise》b Department of Biology, University of New Brunswick, Bag Service 45111, Fredericton, N.B. E3B 6E1, Canada贾钟贺，徐革锋，谷伟，张永泉，王常安，王炳谦《二倍体与三倍体山女鳟的血液学比较分析》第17卷第4期中国水产科学丁福红雷霁霖刘新富孟振刘滨张和森马爱军《饥饿对大菱鲆(Scophthalmus maximus)雌核发育二倍体仔鱼前期生长的影响》第41 卷第 2 期海洋与湖沼刘少军，孙远东，张纯，罗凯坤，刘筠《三倍体鲫鱼———异源四倍体鲫鲤（雄）×金鱼（雌）》遗传学报王军，王德祥，尤颖哲，苏永全，丁少雄，马梁，陈武国《大黄鱼三倍体诱导的初步研究》厦门大学学报（自然科学版）第40 卷第4 期庄岩, 蓝勋, 王志刚, 齐洁, 王旭波, 张全启《牙鲆同质雌核发育二倍体的诱导及其早期生长研究*》中国海洋大学学报第40 卷第6 期。