摘要
远缘杂交是指处于种间及以上亲缘关系的物种之间杂交,能将不同物种的基因组整合在一起,引起杂交后代在基因型和表型方面发生改变。本研究团队利用雌性草鱼(Ctenopharyngodonidellus,2n=48,简称GC)和雄性翘嘴红鲌(Erythroculterilishaeformis,2n=48,简称TC)进行亚科间远缘杂交,成功制备了天然雌核发育草鱼和异源三倍体草鲌(3n=72,简称3nGT)。本研究对3nGT及其亲本的外形特征、DNA含量、染色体数目、血细胞形态以及下咽齿结构等生物学特性进行了比较分析,并对3nGT的全长转录组进行分析。具体研究结果如下: 1.3nGT的外形特征、DNA含量、染色体及血细胞形态研究。外形特征方面,3nGT的大部分可数性状与可量性状均介于双亲之间;流式细胞仪检测显示3nGT的平均DNA含量(97.09)约为草鱼的平均DNA含量(60.59)及翘嘴红鲌的平均DNA含量(71.31)的一半之和(Plt;0.05);染色体数目检测结果表明3nGT是染色体数目为72的三倍体;同时还观察到3nGT部分红细胞具有特殊的哑铃型;这些结果表明3nGT是染色体数为72条的三倍体杂交鱼。 2.3nGT及其亲本下咽齿的形态进行观察比较。在下咽齿齿式方面,三种鱼的咽齿行数都符合鲤形目1~3行咽齿的结构,但是每种鱼的齿式存在差异;草鱼两行咽齿齿式为2.4-4.2,翘嘴红鲌三行咽齿齿式为1.3.4-4.3.1,3nGT咽齿行数与母本一致,咽齿齿式为3.4-4.3。在下咽齿形态方面,3nGT的齿形偏向于母本草鱼;其咽齿结构为中间型下咽骨和侧扁型齿组合,且咽齿表面带有与母本类似的横纹状沟槽。 3.3nGT及其亲本的部分45SrDNA(45SribosomalDNA)序列和5SrDNA荧光原位杂交(Fluorescenceinsituhybridization,FISH)分析。45SrDNA序列分析显示:草鱼与翘嘴红鲌间的ITS1序列相似性为64.5%,ITS2序列相似性为73%,可作为鉴定其杂交种的分子标记;3nGT同时含有双亲的ITS序列,且与亲本对应类型的序列相似度高达99%。草鱼特有5SrDNA探针(180bp)FISH结果显示:在草鱼中存在一强一弱两个荧光信号,在翘嘴红鲌中无荧光信号,而3nGT中存在一强一弱两个荧光信号,说明3nGT的染色体组是由两套来源于草鱼的染色体和一套来源于翘嘴红鲌的染色体组成。上述研究从分子和细胞水平揭示了3nGT是异源三倍体杂交鱼。 4.3nGT全长转录组测序及分析。利用PacBioSequel测序平台对3nGT混样组织(肝脏、肌肉、肾脏、心脏、脑)样品进行全长转录组测序分析,共获得19.0Gb的测序原始数据,经过ICE聚类和校正后,最终得到一致性序列356,574条,总长度为812,667,881bp,一致性序列中准确度大于99%的有183,481条,总长度为400,738,289bp;共筛选到1,136个融合基因和39,264个可变剪接基因,并通过实验对其进行了验证,验证结果与测序分析结果一致。 综上所述,本文在异源三倍体草鲌(3n=72)杂交鱼制备的基础上,对3nGT及其亲本的外形特征、DNA含量、染色体数目、血细胞形态、下咽齿结构等生物学特性以及全长转录组进行了比较分析,从遗传与表型方面揭示了远缘杂交的重要影响,在鱼类遗传育种方面具有重要的意义。