THE STUDY OF PLOIDY AND FERTILITY OF THE HYBRID F1 OF CTENOPHARYNGODON IDELLUS♀×SQUALIOBARBUS CURRICULUS♂
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摘要: 为探讨草鱼(Ctenopharyngodon idella♀)×赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus♂)杂交F1的倍性和生育性能, 对杂交F1的染色体核型和红细胞核DNA含量进行分析和测定, 并运用组织学方法对繁殖期和非繁殖期共124尾杂交F1的性腺发育特点进行研究。结果显示: (1)杂交F1染色体2n=48, 核型公式2n=26 m+20 sm+2 st, NF=94, 未发现端部着丝点染色体、随体和次缢痕等结构; (2)杂交F1相对DNA含量为对照组鸡血的1.29倍, 其绝对DNA含量为(3.21±0.61) pg/N, DNA指数为0.92; (3)经解剖观察和切片鉴定, 杂交F1卵细胞分为两种类型: 一类卵细胞第Ⅰ—Ⅴ时相均发育正常, 可完成排卵并产生后代, 为正常发育型; 另一类卵细胞发育到第Ⅴ时相后, 卵黄颗粒减少, 油滴增加, 呈无卵黄空洞状, 为异常发育型。杂交F1精巢包括初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞, 无成熟精子; 部分精小囊内精细胞量极少, 多为结缔组织或脂肪组织; 生产实践中暂未发现可以排精的杂交F1个体。研究表明, 草鱼与赤眼鳟杂交获得的杂交F1为二倍体, 部分雌性可育, 雄性可能为败育群体。Abstract: The chromosome karyotype, DNA content of nucleus of erythrocyte and the characteristics of gonad development were studied to explore the ploidy and fertility of the hybrid F1of Ctenopharyngodon idellus♀×Squaliobarbus curriculus♂ in reproduction and non-breeding seasons. The results shown that the number of chromosome was 2 n=48, and that the karyotype formula was 2 n=26 m+20 sm+2 st, NF=94, and that the terminal chromosome, satellite and the secondary constriction were not observed. The DNA content of erythrocyte in hybrid F1 was (3.21±0.61) pg/N that was 1.29 times compared with chicken. The results of anatomical observation and histological section showed two types of ovary. One type was normally developed with different developmental stages of oocytes that could be used to produce next generation; the other type could develop to phase Ⅳ and gradually became abnormal in phase Ⅴ with the degraded yolk granules or without egg yolk. The testis-type of gonad mainly included primary spermatocytes, secondary spermatocytes and spermatozoons, but without mature sperm; partial lobules were full of connective tissue or adipocyte and few androcytes. Until now, semen had not been found in the production practice. In conclusion, the hybrid F1 is diploid; partial female is fertility and the male may be infertility.
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Keywords:
- Hybrid F1 /
- Karyotype /
- Contents of DNA /
- Gonad /
- Ploidy /
- Gonad development
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草鱼(Ctenopharyngodon idella), 属鲤形目、鲤科、雅罗鱼亚科、草鱼属, 是我国淡水养殖中重要的养殖鱼类之一, 年产量居四大家鱼之首。由呼肠孤病毒引起的草鱼出血病, 是造成草鱼养殖过程中危害最大的一种, 其超高的死亡率[1], 严重制约着草鱼养殖业的发展。赤眼鳟(Squaliobarbus curriculus), 俗称野草鱼, 属雅罗鱼亚科、赤眼鳟属。为了改良草鱼的抗GCRV能力, 本团队自2010年起开展了草鱼与赤眼鳟的属间杂交试验, 成功获得了1—5龄草鱼(♀)×赤眼鳟(♂)杂交F1(以下简称杂交F1), 有试验证明赤眼鳟抗草鱼呼肠孤病毒(Grass Carp Reovirus, GCRV)感染能力优于草鱼[2]。目前, 有关杂交F1的研究主要集中在生物学特性[3—5]、形态[6]、生长[7]、营养[8, 9]、肉质[10]及其与亲本的抗病能力的比较研究[11, 12]等方面。现有研究表明, 杂交F1在肉质、抗病能力等方面具有一定的杂种优势。
杂交育种是水产动物育种的重要方法之一, 杂种后代的遗传特性和生育性能直接影响杂交方式的选择。染色体是生物遗传物质的主要载体, 了解鱼类染色体核型对研究物种的进化、遗传组成及变异等具有重要意义, 可为物种鉴定、杂交育种、性别决定等方面提供科学依据[13]。同一群体的DNA含量是恒定不变的, 具有物种特异性, 利用流式细胞仪测定细胞核DNA含量, 可快速且有效地鉴别物种倍型, 为生物的种质鉴定和分子遗传学提供科学依据[14]。有关草鱼与赤眼鳟杂交后代的研究指出草鱼(♀)与赤眼鳟(♂)杂交得到的F1具有较强的抗逆[4]; 赤眼鳟(♀)与草鱼(♂)杂交得到的F1体细胞染色体为2n=48, 从细胞遗传学角度证明赤眼鳟(♀)与草鱼(♂)杂交F1为二倍体[15]; 黎玉元[16]对草鱼(♀)与赤眼鳟(♂)杂交F1及其父母本染色体核型进行了比较。目前, 关于草鱼(♀)与赤眼鳟(♂)杂交F1染色体数目、DNA含量等的相关研究较少。鱼类远缘杂交子代的生育性能与其性腺发育情况密切相关, 研究性腺结构有利于了解个体的生理发育状况, 可从表观上判别杂交子代的繁育能力, 为物种的繁衍、保护、利用和开发提供基础资料。在远缘杂交中, 多数杂交后代的生育性能较为复杂, 研究者根据性腺显微结构将其分为不同发育类型: 如精巢型、卵巢型、脂肪型、两性嵌合个体、卵巢发育不正常个体、卵巢发育正常个体、精巢发育异常个体和精巢发育正常个体等[17—19], 远缘杂交得到的大部分杂交后代是不育的, 但也不是绝对不育[20]。本试验拟通过研究杂交F1的染色体数量和核型, 检测杂交F1细胞核DNA含量, 并对其性腺进行观察, 以期从细胞水平、分子水平和个体水平阐明其遗传特性和性腺发育情况, 探讨远缘杂交后代的生育能力, 为杂交F1的后期选育和远缘杂交工作提供基础资料。
1. 材料与方法
1.1 试验材料
实验鱼来自湖南省浏阳市乌龙渔场和湖南农业大学水产养殖基地, 健康状况良好, 杂交F1、草鱼和赤眼鳟各10尾用于染色体制备; 杂交F1为15尾、草鱼5尾和赤眼鳟5尾用于DNA含量测定; 杂交F1共124尾(1—5龄), 草鱼5尾(3—5龄), 赤眼鳟11尾(1—5龄)用于解剖和切片观察。所取样本体重20—3420 g, 用于染色体制备和DNA含量测定的实验鱼运回实验室后在循环水养殖系统中暂养, 解剖和切片观察所用鱼现场观察和取样。
1.2 染色体的制备
参照舒琥等[21]的染色体制备方法, 每尾鱼以10 μg/g (鱼体质量)胸腔注射植物血球凝集素(PHA), 12h后以15 μg/g再次注射, 3h后再以6 μg/g注射PHA, 此时在胸腔另一侧以4 μg/g (鱼体质量)注射秋水仙素, 1h后解剖鱼体取肾组织, 制备细胞悬液, 0.075 mol/L KCl低渗处理40min, 卡诺固定液固定3次, 每次30min, 采用空气干燥制片法制作染色体标本。在显微镜下各选取100个分散良好的分裂相, 统计各细胞中的染色体数目, 确定染色体总数, 同时选取10个分散良好、长度适中(正中期)、着丝点清晰、染色体数目与上述统计众数相一致的中期分裂相, 用Adobe Photoshop 6.0进行放大, 测量染色体长短臂数值, 按照Levan等[22]提出的标准对染色体进行配对和排列, 完成草鱼、赤眼鳟及杂交F1核型图。
1.3 DNA含量测定
在鱼体尾静脉处用含抗凝剂的注射器采血0.2 mL, 用德国Partec Gmbh提供的500 μL DAPI染液(用于细胞核着色)中加入500 μL血液和抗凝剂的混合物, 避光反应5—10min, 经20 μm尼龙滤器(德国Partec GmbH提供)过滤, 用德国生产的Partec流式细胞仪进行样品检测。鸡(Gallus domesticus)血采自翅膀静脉, 处理方法同上。
以鸡的红细胞DNA含量(2.50 pg)作对照标准。DNA绝对含量计算公式如下: P1=P2×E2/E1。式中: P1表示检测鱼DNA绝对含量(pg), P2表示标准鸡DNA绝对含量(2.50 pg/N), E1表示鸡红细胞荧光值, E2表示检测鱼红细胞荧光值。按照耿波等[23]提出的用DNA指数(DI)判别物种倍性的方法, 以已知草鱼为参照, 对杂交F1倍性进行判定。
1.4 性腺组织观察
解剖前对每尾鱼进行拍照编号, 测量鱼体体长、全长和体重, 取鳞片; 解剖后称取完整性腺重和去内脏重, 观察并记录发育特征, 计算性腺成熟指数。剪取新鲜性腺中部组织, 置于含AFA固定液的10 mL离心管中固定24h, 期间更换一次固定液。配制所需各种试剂, 溶蜡(反复融化3次); 用微流水冲洗固定好以后的样品过夜, 第二天取出冲洗后的性腺组织块进行修整, 使大小均匀、横切面平整, 再进行脱水、透明、浸蜡、包埋、切片与粘片、脱蜡、染色、脱水、透明等处理, 封片后在显微镜下进行观察。
2. 结果
2.1 染色体核型
经统计, 杂交F1及其亲本的染色体众数均为48条, 其中杂交F1染色体数为48条的细胞出现频率为73%, 亲本草鱼及赤眼鳟分别为62%和71%(图 1)。
根据Levan等[22]标准对杂交F1及其母本草鱼和父本赤眼鳟的染色体进行分类, 得到各自的染色体核型公式(表 1、图 2)。结果表明, 杂交F1染色体数目与亲本保持一致, 染色体类型由中部着丝点(m)、近中部着丝点(sm)以及近端部着丝点(m)三种类型构成, 无端部着丝点(t)、异型性染色体、次缢痕及随体等结构, 1—2对染色体类型的配比与亲本有差异, 臂数相对一致。
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图 2 杂交F1及其亲本染色体核型图A. 草鱼染色体核型; B. 赤眼鳟染色体核型; C. 杂交F1染色体核型; m. 中部着丝点染色体; sm: 近中部着丝点染色体; st. 近端部着丝点染色体Figure 2. The karyotype of the hybrid F1 and its parentsA. The karyotype of C. idella; B. The karyotype of S. curriculus; C. The karyotype of the F1 hybrid; m. metacentric chromosome; sm. submetacentric chromosome; st. terminal chromosome表 1 杂交F1及其亲本染色体核型结果Table 1. Karyotype of chromosomes for the hybrid F1 and its parents种类
Species核型公式
Karyotype formula臂数The number
of arms草鱼C. idella 2n=22 m+22 sm+4 st 92 赤眼鳟S. curriculus 2n=24 m+22 sm+2 st 94 杂交F1 The hybrid F1 2n=26 m+20 sm+2 st 94 2.2 草鱼(♀)×赤眼鳟(♂)杂交F1的DNA含量测定
以DAPI作荧光染料, 应用流式细胞仪分析草鱼、赤眼鳟和杂交F1血细胞DNA结果。草鱼荧光强度为(50.40±7.31), 赤眼鳟荧光强度为(43.50±6.50), 杂交F1荧光强度为(46.2±10.81)。以鸡血细胞DNA绝对含量2.30 pg作标准, 计算出草鱼绝对DNA含量为(3.50±0.66), 赤眼鳟绝对DNA含量为(3.02±0.48), 杂交F1绝对DNA含量为(3.21±0.61)(表 2)。
5尾草鱼DNA: 15尾杂交F1 DNA约为1﹕0.92, 5尾赤眼鳟DNA: 15尾杂交F1 DNA约为1﹕1.06。DNA指数[23](DI)指出, 当一组细胞DNA平均含量与正常细胞相比较的数值介于1±0.1时, 该细胞为正常二倍体细胞。因此, 以已知二倍体草鱼和赤眼鳟与杂交F1对比分析, 可以判别出杂交F1为二倍体。
表 2 流式细胞仪检测草鱼、赤眼鳟及其杂交F1 DNA含量Table 2. DNA content of the hybrid F1 and its parents by flow cytometry群体
Group数量/尾
Number红细胞荧光值
RBC fluorescence value相对DNA含量比例(鱼: 鸡)
Ratio of relative DNA content绝对DNA含量
Absolute DNA content (pg/N)倍性
Ploidy鸡G. domesticus 2 36.00±2.00 2.50 / / 草鱼C. idella 5 50.40±7.31 1.40±0.20 3.50±0.66 2 赤眼鳟S. curriculus 5 43.50±6.50 1.21±0.18 3.02±0.48 2 杂交F1 The hybrid F1 15 46.20±10.81 1.29±0.29 3.21±0.61 2 2.3 性腺观察
从2015年12月到2016年6月, 随机采取124尾杂交F1, 繁殖季节采样84尾, 非繁殖季节采样40尾, 经性腺解剖观察和组织切片鉴定, 样本中雌性18尾, 雄性56尾, 雌雄比约为1﹕3, 另50尾个体无法确认性别; 通过观察鳞片鉴定出可判断性别的个体的年龄, 并统计样本数目(表 3)。其中, 2龄和5龄杂交F1的雌雄比为1﹕3, 3龄和4龄杂交F1的雌雄比约为1﹕3(1龄肉眼及切片无法分辨雌雄)。
表 3 杂交F1、草鱼和赤眼鳟各年龄阶段及其相应样本数Table 3. Number of samples of the hybrid F1 and its parents年龄Age 杂交F1 The hybrid F1 草鱼C. idella 赤眼鳟S. curriculus 雌性(尾) Female 雄性(尾) Male 雌性(尾) Female 雄性(尾) Male 雌性(尾) Female 雄性(尾) Male 1龄One year old 0 5 0 0 0 1 2龄Two years old 2 6 0 0 0 5 3龄Three years old 6 21 1 0 1 1 4龄Four years old 8 18 1 1 0 2 5龄Five years old 2 6 0 2 1 0 卵巢 解剖观察肉眼观察3龄以上杂交F1多数卵巢两侧大小均一, 浅粉色、扁带状, 卵粒较为饱满, 繁殖季节挤压腹部有卵粒流出; 少数卵巢发育不良, 两侧不对称, 卵粒稀少, 形态极为扁平, 组织周围附着大量脂肪。同期同龄赤眼鳟卵巢发育均匀, 呈粉红色, 卵粒充实, 轻轻挤压便有卵粒产出。繁殖季节15尾雌性杂交F1性腺指数(GSI)均值为(1.57±0.01), 同时期雌性赤眼鳟性腺指数均值为(18.33±3.62)。
组织切片光镜下观察, 繁殖季节3—5龄杂交F1卵巢分为两种类型: 正常发育型, 可看到Ⅰ—Ⅴ时相卵母细胞(图版Ⅰ-1); 异常发育型, 细胞阶段发育均正常, 到第Ⅴ时相, 卵黄颗粒减少, 油滴增加(图版Ⅰ-2、3), 出现无卵黄空洞状卵细胞(图版Ⅰ-4)。杂交F1中, 同时期同个体有正常成熟卵细胞和异常成熟卵细胞(图版Ⅰ-4); 同时期与同龄赤眼鳟卵巢相比, 部分杂交F1卵巢与之同步(图版Ⅰ-1、5), 部分发育缓慢(图版Ⅰ-6、7)。
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图版 Ⅰ1. 5龄杂交F1; 2. 3龄杂交F1; 3、4. 4龄杂交F1; 5. 5龄赤眼鳟; 6. 3龄杂交F1; 7. 3龄赤眼鳟; 8. 2龄杂交F1; 9. 3龄杂交F1; 10. 4龄杂交F1, 均为100倍下的视野; 图中A代表第Ⅰ时相卵母细胞; B代表第Ⅱ时相卵母细胞; C代表第Ⅲ时相卵母细胞; D代表第Ⅳ时相卵母细胞; E代表第Ⅴ时相卵母细胞; F代表卵黄颗粒减少、油滴增加的第Ⅴ时相卵母细胞; G代表无卵黄空洞状卵细胞; H代表正常成熟卵细胞图版 Ⅰ.1. the 5-year-old hybrid F1; 2. the 3-year-old hybrid F1; 3, 4. the 4-year-old hybrid F1; 5. the 5-year-old S. curriculus; 6. the 3-year-old hybrid F1; 7. the 3-year-old S. curriculus; 8. the 2-year-old hybrid F1; 9. the 3-year-old hybrid F1; 10. the 4-year-old hybrid F1, all the pictures are at 100 times; in the figure, the letter A represents the Ⅰ phase oocytes; the letter B represents the Ⅱ phase oocytes; the letter C represents the Ⅲ phase oocytes; the letter D represents the Ⅳ phase oocytes; the letter E represents the Ⅴ phase oocytes; the letter F represents the Ⅴ phase oocytes with few yolk granules and many oil droplets; the letter G represents the Ⅴ phase oocytes with no egg yolk; the letter H represents the ovum经解剖观察和切片鉴定杂交F1卵巢, 繁殖季节中将其分为两种类型: 正常发育型和异常发育型, 其中10尾正常发育, 5尾异常发育, 分别占繁殖季节雌性个体的66.67%和33.33%, 比例为2﹕1。非繁殖季节雌性个体无法判断发育是否正常, 从切片效果看, 2龄开始出现第Ⅲ时相卵母细胞, 此阶段2—4龄卵细胞中只有卵原细胞、第Ⅰ时相卵母细胞、第Ⅱ时相卵母细胞和第Ⅲ时相卵母细胞三种类型(图版Ⅰ-8—10)。
精巢 解剖观察解剖3—5龄雄性杂交F1, 两侧精巢粗细不均匀, 呈不对称断带状, 粉红色或暗红色, 繁殖期挤压雄鱼腹部, 始终无个体有精液流出。同期同龄草鱼和赤眼鳟精巢对称发育, 乳白色, 轻轻挤压有大量精液流出。繁殖季节36尾雄性杂交F1性腺指数(GSI)均值为0.87±0.003, 同时期雄性赤眼鳟性腺指数均值为1.76±0.39。
切片组织光镜下, 1—5龄杂交F1精巢中有许多精小叶, 精小叶中的精小囊内有初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞, 无成熟精子(图版Ⅱ-1—5)。同期与同龄草鱼和赤眼鳟精巢结构相比, 精细胞类型基本一致, 在亲本中同样未观察到成熟精子。相同倍数下, 杂交F1精巢中的精小囊个数较亲本多, 精子细胞数目远远少于亲本, 部分个体多为结缔组织, 精细胞量极少(图版Ⅲ-6—11)。
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图版 Ⅱ1. 1龄杂交F1; 2. 2龄杂交F1; 3. 3龄杂交F1; 4. 4龄杂交F1; 5. 5龄杂交F1, 均为400倍和1000倍下视野图版 Ⅱ.1. the one year old hybrid F1; 2. the 2-year-old hybrid F1; 3. the 3-year-old hybrid F1; 4. the 4-year-old hybrid F1; 5. the 5-year-old hybrid F1. The pictures all are at 400 times and 1000 times![]()
图版 Ⅲ1、2. 杂交F1和赤眼鳟精巢, 均为3龄; 3、4. 杂交F1和赤眼鳟精巢, 均为4龄; 5、6. 杂交F1和赤眼鳟精巢, 均为5龄; 1—6均为400倍下视野; 图中a代表初级精母细胞; b代表次级精母细胞; c代表精子细胞; d代表精小囊; e代表结缔组织图版 Ⅲ.The pictures 1 and 2 represent 3-year-old hybrid F1 and S. curriculus respectively; the pictures 3 and 4 represent 4-year-old hybrid F1 and S. curriculus respectively, the pictures 5 and 6 represent 5-year-old hybrid F1 and S. curriculus respectively, the pictures are at 400 times; in the figure, the letter a represents primary spermatocyte (PSC); the letter b represents secondary spermatocyte (SSC); the letter c represents spermatid (ST); the letter d represents lobules; the letter e represents connective tissue性别待定 部分杂交F1性腺不明显, 被脂肪组织覆盖, 外部形态无法判断性别, 固定样品多为脂肪部分, 在光镜下几乎观察不到性腺, 多为脂肪组织和血管(图版Ⅳ-1-4), 无法判断雌雄。
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图版 Ⅳ1. 1龄杂交F1; 2. 2龄杂交F1; 3. 3龄杂交F1; 4. 4龄杂交F1, 均为400倍下视野; 图中数字1代表脂肪组织, 2代表结缔组织; 3代表初级精母细胞; 4代表次级精母细胞; 5代表血细胞图版 Ⅳ.1. the one year old hybrid F1; 2. the 2-year-old hybrid F1; 3. the 3-year-old hybrid F1; 4. the 4-year-old hybrid F1; all the pictures are at 400 times; in the figure, the number 1 represents adipose tissue; the number 2 represents connective tissue; the number 3 represents primary spermatocyte (PSC); the number 4 represents secondary spermatocyte (SSC); and the number 5 represents blood cells3. 讨论
3.1 草鱼(♀)×赤眼鳟(♂)杂交F1的倍性分析
染色体是生物遗传物质的主要载体, 染色体的数目、形态及结构特征代表一个物种的种属特性, 具有稳定性, 鉴定物种倍性最直观准确的方法是染色体核型分析。流式细胞仪具有制样简单、快速、准确、重复性高等特点, 现已成为分析DNA含量和鉴定倍性的常用方法[24—26]。草鱼、赤眼鳟及杂交F1核型和倍性结果同昝瑞光等[27]、舒琥等[28]、金万昆[15]研究一致, 染色体总数2n=48, 为二倍体个体, 核型和臂数略有差异, 可能是由药物浓度、处理时间或地理因素引起核型略有差异[29]。鱼类远缘杂交后代的存活主要取决于亲本间的相容性, 一般属种间杂交的相容性较强, 如红鲫(Carassius auratusred variety, ♀)×湘江野鲤(Cyprinus carpio, ♂)[30, 31]、方正银鲫(Carassius auratus, ♀)×兴国红鲤(Cyprinus carpio var. Singuonensis, ♂)[32]、青鱼(Mylopharyngodon piceus, ♀)×草鱼(grass carp, ♂)[33, 34]、团头鲂(Megalobrama amblycephala, ♀)×翘嘴红鲌(Erythroculter ilishaeformis, ♂)[35]等杂交均获得了后代。金万昆[36]指出, 当父母本染色体数量相同或母本染色体数目大于父本时, 两者间的杂交是相容的, 可得到后代。本研究中草鱼染色体数目与赤眼鳟相等, 均为48条, 两者杂交获得的后代经染色体核型分析鉴定出其染色体数目与亲本相同, 推测可能因草鱼与赤眼鳟为同一亚科, 染色体间的相容性较高, 在减数分裂时正常形成配子, 正常受精, 从而使后代染色体数与亲本保持一致。远缘杂交通常形成多种倍性后代, 如草鱼与三角鲂(Magalobrame Tarminalis)[37]、草鱼与鳙鱼(Aristichthys nobilis)[38]杂交产生三倍体子代, 鲤(Cyprinus carpio)和鲫(Carasstus anratus)杂交可形成异源四倍体[39]。在本研究中, 经流式细胞术检测杂交F1细胞核DNA含量证实其为二倍体群体, 暂未发现三倍体个体, 说明双亲染色体在减数分裂过程中染色体行为可能为均等分配、均等结合, 形成二倍体子代。
3.2 草鱼(♀)×赤眼鳟(♂)杂交F1的育性分析
肉眼观察, 与同龄赤眼鳟相比杂交F1的1、2龄个体性腺基本未发育, 绝大多数呈细线状或被脂肪覆盖, 难以辨认, 该现象与1、2龄黄金鲈(Perca flarescens)与伊犁鲈(Perca achrenki)杂交后代[40]的性腺发育状况相似; 3—5龄多数两侧不对称, 雌雄性腺指数显著低于同期赤眼鳟。切片发现, 杂交F1卵巢和精巢的前期发育程序基本正常。杂交F1卵巢结构与赣昌鲫(Carassius cuvieri, ♀ × Cyprinus carpio var. singuonensis, ♂)[18]既有相似又有不同, 相似之处表现为少数卵细胞发生卵黄消解, 不能正常发育成成熟卵子, 不同之处在于部分杂交F1的3—5龄卵巢可产生成熟卵细胞并繁殖后代。精巢内精原细胞均可发育至精子细胞时期, 但无任何精子细胞完成变态发育成为精子, 与三倍体湘云鲫(Carassius auratus Triploid)[41]精巢结构有相同点。生产中3—5龄杂交F1中三分之二的雌性可正常排卵受精产生子代, 性成熟年龄与草鱼一致; 繁殖期挤压高龄(3—5龄)雄性F1, 未发现排精个体, 这与兴淮鲫[19]的性腺发育情况较为相似, 可能存在败育现象。挤压同龄草鱼(♂)和赤眼鳟(♂)腹部, 不论个体大小均有卵子和精液排出。草鱼(♀)×赤眼鳟(♂)杂交F1性腺结构分析和实践研究证明, 部分雌性杂交F1 3龄开始性成熟, 具有可育性; 雄性直至5龄仍未发现排精现象, 也未发现精细胞异常, 只是暂无精子形成, 其生育性能有待进一步考究。
3.3 染色体核型与生育性能的相关性
染色体数目和核型不同的亲本杂交时会引起彼此间某些等位基因组合发生紊乱[18], 染色体数目相同而核型不同的亲本杂交时同样会引起间个别等位基因组合发生紊乱, 致使胚胎发育受阻, 影响生物个体育性[42]。草鱼与赤眼鳟为属间杂交, 获得的杂交后代证实两亲本的染色体间存在较强相容性。在可辨别性别的杂交F1群体中, 杂交F1群体中雌雄比为1﹕3, 与亲本自然群体比例有差异, 导致性别分化的具体原因有待进一步探究。远缘杂交子代的性腺发育情况较为复杂, 本研究从个体和组织水平, 初步确定杂交F1雌性中存在正常个体和异常个体, 推测可能是亲本间的某个等位基因存在某种抑制或干扰, 导致在不同子代个体中基因的表达有差异。从目前来看, 草鱼(♀)×赤眼鳟(♂)杂交F1的性腺发育具有复杂性, 今后可从性别相关基因的表达、激素含量的高低以及利用SSR标记等方面对其展开进一步的深入研究。
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图 2 杂交F1及其亲本染色体核型图
A. 草鱼染色体核型; B. 赤眼鳟染色体核型; C. 杂交F1染色体核型; m. 中部着丝点染色体; sm: 近中部着丝点染色体; st. 近端部着丝点染色体
Figure 2. The karyotype of the hybrid F1 and its parents
A. The karyotype of C. idella; B. The karyotype of S. curriculus; C. The karyotype of the F1 hybrid; m. metacentric chromosome; sm. submetacentric chromosome; st. terminal chromosome
表 1 杂交F1及其亲本染色体核型结果
Table 1 Karyotype of chromosomes for the hybrid F1 and its parents
种类
Species核型公式
Karyotype formula臂数The number
of arms草鱼C. idella 2n=22 m+22 sm+4 st 92 赤眼鳟S. curriculus 2n=24 m+22 sm+2 st 94 杂交F1 The hybrid F1 2n=26 m+20 sm+2 st 94 
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表 2 流式细胞仪检测草鱼、赤眼鳟及其杂交F1 DNA含量
Table 2 DNA content of the hybrid F1 and its parents by flow cytometry
群体
Group数量/尾
Number红细胞荧光值
RBC fluorescence value相对DNA含量比例(鱼: 鸡)
Ratio of relative DNA content绝对DNA含量
Absolute DNA content (pg/N)倍性
Ploidy鸡G. domesticus 2 36.00±2.00 2.50 / / 草鱼C. idella 5 50.40±7.31 1.40±0.20 3.50±0.66 2 赤眼鳟S. curriculus 5 43.50±6.50 1.21±0.18 3.02±0.48 2 杂交F1 The hybrid F1 15 46.20±10.81 1.29±0.29 3.21±0.61 2
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表 3 杂交F1、草鱼和赤眼鳟各年龄阶段及其相应样本数
Table 3 Number of samples of the hybrid F1 and its parents
年龄Age 杂交F1 The hybrid F1 草鱼C. idella 赤眼鳟S. curriculus 雌性(尾) Female 雄性(尾) Male 雌性(尾) Female 雄性(尾) Male 雌性(尾) Female 雄性(尾) Male 1龄One year old 0 5 0 0 0 1 2龄Two years old 2 6 0 0 0 5 3龄Three years old 6 21 1 0 1 1 4龄Four years old 8 18 1 1 0 2 5龄Five years old 2 6 0 2 1 0
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