46、雌核發(fā)育和雄核發(fā)育的人工誘導(dǎo)有什么應(yīng)用價(jià)值?(每小項(xiàng)1.5分)

答案：

1、雌核發(fā)育的應(yīng)用

(1)異育銀鯽

在用興國(guó)紅鯉為父本、方正銀鯽為母本的雜交實(shí)驗(yàn)中,人們發(fā)現(xiàn)異源精子不僅能刺激銀鯽雌核發(fā)育,而且還能影響子代的生長(zhǎng)、性比、體色等性狀,故而把這種表現(xiàn)出異源精子生物學(xué)效應(yīng)的雌核發(fā)育稱之為異精雌核發(fā)育。銀鯽異精雌核發(fā)育的子代統(tǒng)稱為異育銀鯽。異育銀鯽具有明顯的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),已在全國(guó)許多地方推廣并取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)快速建立純系

在人工雌核發(fā)育中,阻止第一次卵裂產(chǎn)生的雌核發(fā)育二倍體,由于所有的基因都處于純合狀態(tài),下一代如重復(fù)雌核發(fā)育即可以產(chǎn)生克隆種群。克隆種群的形成,使過(guò)去需要幾十年、幾百年才能完成的純系培養(yǎng),甚至在理論上需要無(wú)數(shù)次兄妹交配才能完成的完全純系培育在幾年內(nèi)就可實(shí)現(xiàn),所以在水產(chǎn)動(dòng)物育種中有著極高的應(yīng)用價(jià)值。

(3)性別控制和單性種群利用

雌性鯉的生長(zhǎng)速度要比雄性的快15%-25%,因此,通過(guò)培育全雌鯉可以提高產(chǎn)量。

洄游性鱘的魚(yú)籽(雌性生殖腺)有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,養(yǎng)殖全雌鱘的經(jīng)濟(jì)效益比雌雄混合群體養(yǎng)殖的要大得多。

由于雌雄對(duì)蝦個(gè)體大小相差懸殊,在養(yǎng)殖群體中如果能夠提高雌性對(duì)蝦的比例,就可以大大提高對(duì)蝦養(yǎng)殖的產(chǎn)量。

雄性羅非魚(yú)比雌性羅非魚(yú)的生長(zhǎng)快得多,且不存在產(chǎn)卵繁殖問(wèn)題,因此全雄羅非魚(yú)的養(yǎng)殖可直接用于提高產(chǎn)量和產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

(4)確定性別遺傳機(jī)制

由于水產(chǎn)動(dòng)物的染色體數(shù)量多,個(gè)體小,雌雄個(gè)體之間難以找到具有形態(tài)差異的染色體,更難以確定性染色體,因此要確定性別決定機(jī)制是屬于雌性同配還是雌性異配頗為困難。采用雌核發(fā)育的辦法,只需確定雌核發(fā)育子代的性別即可得知。

(5)基因一著絲點(diǎn)作圖

在人工誘導(dǎo)的雌核發(fā)育中,通過(guò)計(jì)算雜合后代在群體中的比例,就可以推算基因重組頻率,根據(jù)基因重組頻率可以確定基因在染色體上的位置及基因間的距離,從而能繪制基因連鎖圖。

2、雄核發(fā)育的應(yīng)用

(1)瀕危物種保護(hù)

精子的冷凍保存比較容易,在有些種類(lèi)已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化階段。如果能夠由精子生產(chǎn)出個(gè)體,對(duì)于瀕臨滅絕的種類(lèi),就不再需要以個(gè)體或胚胎的狀態(tài)保存,而可以以精子的形式進(jìn)行半永久保存。即使在精子的保存期間,該種不幸滅絕,也可以借近緣種的卵使該種復(fù)活。因此,精子冷凍和雄核發(fā)育技術(shù)相結(jié)合,將成為物種保護(hù)的重要手段之一。

(2)全雄生產(chǎn)

培育全雌或全雄的單性群體是水產(chǎn)動(dòng)物育種學(xué)研究的重要課題。利用性轉(zhuǎn)換技術(shù)和雌核發(fā)育技術(shù),全雌魚(yú)生產(chǎn)已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí)。另一方面,利用雄核發(fā)育技術(shù),由Y精子誘導(dǎo)雄核發(fā)育得出的個(gè)體成為YY超級(jí)雄性,YY超級(jí)雄魚(yú)與正常的雌性(XX)交配子代全成為雄性(XY),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全雄生產(chǎn)。

(3)克隆

遺傳上完全均一的生物的生產(chǎn),無(wú)論是作為試驗(yàn)動(dòng)物還是作為有用性狀的固定方法,都是極為重要的。抑制第一次卵裂得到的雄核發(fā)育二倍體為完全純合體,成熟后如果用雄性誘導(dǎo)雄核發(fā)育二倍體,用雌性誘導(dǎo)雌核發(fā)育二倍體,就可以得到克隆群體。

(4)有害隱性基因的排除

有害隱性基因在與正常基因處于雜合體時(shí)不表達(dá),因此將其從某一群體中完全去除比較困難。但是,如果誘導(dǎo)出雄核發(fā)育完全純合個(gè)體,有害隱性基因就會(huì)全部表達(dá)出來(lái)。當(dāng)有害程度比較強(qiáng)時(shí),將成為致死性,而被自然淘汰掉。

(5)核質(zhì)雜種

借用異種卵子由精子生成個(gè)體,就會(huì)在精子供體和卵子供體之間形成核質(zhì)雜種。以往這樣的雜種都是通過(guò)卵子的去核和核移植的顯微手術(shù)獲得。利用雄核發(fā)育技術(shù),不需要顯微操作就可以實(shí)現(xiàn)核質(zhì)雜種的大量生產(chǎn)。核質(zhì)雜種不僅可以用于基因表達(dá)、細(xì)胞質(zhì)遺傳等研究,對(duì)于水產(chǎn)動(dòng)物育種也具有重要意義。

47、影響魚(yú)類(lèi)性轉(zhuǎn)變的因素有哪些?(每項(xiàng)5分)

答案：

1、激素與性轉(zhuǎn)變

脊椎動(dòng)物遺傳性別的形成先于生理性別,從遺傳性別到生理性別的形成是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中,遺傳基礎(chǔ)起了重要的作用,控制性別發(fā)育的方向,然而當(dāng)環(huán)境或其他因素產(chǎn)生變化,就有可能影響個(gè)體性別發(fā)育的方向。環(huán)境因素主要通過(guò)生理的途徑影響激素的種類(lèi)和激素的量來(lái)影響性腺的發(fā)育。

雄激素能夠誘導(dǎo)雄性化,雌激素可以誘導(dǎo)雌性化。生理性的性反轉(zhuǎn)可能是通過(guò)基因?qū)に氐漠a(chǎn)生進(jìn)行調(diào)控而完成。

2、環(huán)境與性轉(zhuǎn)變

尼羅羅非魚(yú)和奧麗亞羅非魚(yú)在高溫(34~37℃ )時(shí),產(chǎn)生較高的雄性率,而莫桑比克羅非魚(yú)則在低溫(19或20℃)時(shí)能增加雄魚(yú)的比例。

絲鰭花酯“社會(huì)控制”：一般20尾左右一群,每群有一尾雄魚(yú),其余都是雌的。當(dāng)移走雄魚(yú)后,則剩余的最強(qiáng)健的一尾雌魚(yú)會(huì)發(fā)生性轉(zhuǎn)變,成為雄魚(yú)。如此繼續(xù)移走雄魚(yú),則最后一尾雌魚(yú)都會(huì)變成雄魚(yú)。

3、性轉(zhuǎn)變機(jī)制

神經(jīng)內(nèi)分泌途徑可能是外部刺激與性轉(zhuǎn)變的內(nèi)在變化之間的一座橋梁。

48、經(jīng)常采用的人工誘導(dǎo)多倍體形成的手段有哪些?(每項(xiàng)5分)

答案：

1、物理學(xué)方法

(1)溫度休克法

冷休克法：其原理是低溫能夠阻止微管蛋白聚合成微管,從而阻止紡錘絲形成;紡錘絲被破壞以后細(xì)胞不能正常分裂,極體不能形成和排出,由此可獲得二倍體的卵核,將其與單倍體的精子受精即可獲得三倍體。溫度休克可以在第一次減數(shù)分裂期間(目前的技術(shù)只適用于某些無(wú)脊椎動(dòng)物)進(jìn)行(抑制第一極體的排出),也可以在第二次減數(shù)分裂中進(jìn)行(抑制第二次減數(shù)分裂)。無(wú)論抑制哪一個(gè)極體的排出,均需要準(zhǔn)確的處理時(shí)間,也就是減數(shù)分裂的中期,紡錘絲形成前和形成期間進(jìn)行溫度處理才能保證效果。

熱休克法：若正在進(jìn)行減數(shù)分裂的卵細(xì)胞處于較高溫度環(huán)境中, 細(xì)胞內(nèi)一些進(jìn)行生命活動(dòng)的重要酶類(lèi)如ATP酶就會(huì)遭到破壞,從而使供能途徑受阻,紡錘體不能形成,進(jìn)而抑制了細(xì)胞的分裂,極體不能排放,形成二倍體的卵原核,與正常精子受精即形成多倍體。熱休克處理的時(shí)間必須剛好在減數(shù)分裂的中期以前及中期分裂紡錘絲形成期間。

(2)靜水壓處理

將處于第一或第二成熟分裂期的魚(yú)卵采用較高的水靜壓處理(大約為65Okgf/cm2),微管所保持的結(jié)構(gòu)失去原有的空間構(gòu)型和剛性,發(fā)生可逆性裂解,破壞紡錘絲的形成,從而破壞了細(xì)胞分裂,抑制了第一或第二極體的排出,導(dǎo)致二倍體卵子的形成,進(jìn)而與正常精子受精得到三倍體;當(dāng)水壓力的變化發(fā)生在第一次卵裂時(shí),由于破壞了二倍體體細(xì)胞的紡錘絲的形成,導(dǎo)致類(lèi)似于核內(nèi)有絲分裂的現(xiàn)象發(fā)生則可能產(chǎn)生四倍體的個(gè)體。

(3)電脈沖休克

在一定的電場(chǎng)條件下,細(xì)胞與細(xì)胞之間的膜會(huì)發(fā)生融合,導(dǎo)致兩個(gè)細(xì)胞合二而一,從而誘發(fā)多倍體(四倍體)。

2、化學(xué)方法

(1)秋水仙素

是從百合科植物秋水仙的種子、鱗莖中提取的生物堿,能抑制微管的組裝,使已有的微管解聚合,阻止紡錘體的形成或破壞已形成的紡錘體,從而導(dǎo)致核內(nèi)有絲分裂形成多倍體細(xì)胞。在去除秋水仙素后,其作用立即結(jié)束,細(xì)胞恢復(fù)正常的生理狀態(tài)。

(2)細(xì)胞松弛素

真菌的一類(lèi)代謝產(chǎn)物,是水產(chǎn)動(dòng)物育種中是最常用的一種化學(xué)誘導(dǎo)藥物。CB特異性破壞微絲,最終導(dǎo)致控制細(xì)胞分裂的由微絲構(gòu)成的收縮環(huán)的解體,抑制細(xì)胞質(zhì)分裂,阻止極體的釋放,從而產(chǎn)生多倍體。

(3)聚乙二醇

是一種常用的細(xì)胞融合劑,能使細(xì)胞發(fā)生融合,從而使染色體加倍。該藥物被廣泛用于試管內(nèi)的細(xì)胞融合。由于其特殊的理化特性,也將其用于水產(chǎn)動(dòng)物的多倍體誘導(dǎo)。

(4)6-二甲基氨基嘌呤

是嘌呤霉素的一種類(lèi)似物,其生理作用是抑制蛋白質(zhì)磷酸化,通過(guò)作用于特定的酶,破壞微管的聚合中心,使微管不能形成,從而破壞細(xì)胞分裂,抑制卵細(xì)胞極體的形成和釋放。6-DMAP非致癌性,具水活性。洗除該藥物后,受精卵可以正常發(fā)育。6-DMAP低毒、高效、價(jià)格便宜,在誘導(dǎo)多倍體方面表現(xiàn)出較大的優(yōu)越性和較廣闊的應(yīng)用前景。

(5)咖啡因

進(jìn)人細(xì)胞后可以立即提高細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度。由于微管對(duì)Ca2+濃度敏感,當(dāng)Ca2+濃度極低或高于1mg/mL時(shí),會(huì)引起微管二聚體的解聚,阻止細(xì)胞分裂,從而形成多倍體。

3、生物學(xué)方法

(1)遠(yuǎn)緣雜交

親本配子染色體加倍可以使染色體達(dá)到平衡,從而克服遠(yuǎn)緣雜交的困難獲得多倍體的雜交種。因此,遠(yuǎn)緣雜交可以產(chǎn)生異源多倍體。

(2)核移植及細(xì)胞融合

核移植誘導(dǎo)魚(yú)類(lèi)多倍體技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)階段,試管內(nèi)的細(xì)胞融合可以產(chǎn)生多倍體細(xì)胞。

(3)四倍體與二倍體交配生產(chǎn)三倍體

目前對(duì)三倍體誘導(dǎo)的大量工作表明:很難有一種方法能產(chǎn)生100%的三倍體,且操作煩瑣,每年進(jìn)行誘導(dǎo)培育,使用昂貴的儀器,所用藥品毒性大、價(jià)格昂貴,生產(chǎn)成本較高。

49、結(jié)合本地實(shí)際情況,簡(jiǎn)述生物入侵的危害?(每項(xiàng)5分)

答案：

1.對(duì)物種的影響

生物人侵者對(duì)被人侵地的其他物種以及物種的多樣性構(gòu)成威脅。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì),生物人侵已使數(shù)以千計(jì)的土著物種滅絕。

2.對(duì)生態(tài)環(huán)境影響

生物多樣性是人類(lèi)賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),地球上的生物多樣性每年為人類(lèi)創(chuàng)造約33兆億美元的價(jià)值。然而,近年來(lái)生物多樣性受到了嚴(yán)重威脅,物種滅絕速度不斷加快,遺傳多樣性急劇貧乏,生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化，這些都加劇了人類(lèi)面臨的資源、環(huán)境、糧食和能源危機(jī)。而外來(lái)物種對(duì)生態(tài)環(huán)境的入侵已經(jīng)成為生物多樣性喪失的主要原因之一。

3.對(duì)經(jīng)濟(jì)上的影響

首先是潛在的經(jīng)濟(jì)損失,即農(nóng)作物、家畜和漁業(yè)對(duì)象存活、疾病防治和產(chǎn)量的減少造成的經(jīng)濟(jì)損失。然后是入侵的直接損失,包括檢疫、控制和根除等方面的花費(fèi)。第三是威脅人類(lèi)健康的損失,因?yàn)橛行┤饲稚锸菍?dǎo)致疾病的直接因素或致病寄生蟲(chóng)的載體或攜帶者。

50、試述核移植的方法 (答全要點(diǎn)給滿分，答不全按4分/項(xiàng)給分)

答案：

(1)核供體細(xì)胞的制備：受精后已發(fā)育到高囊胚或低囊胚的魚(yú)卵去膜后，置于底部涂有瓊脂，并盛有Holtfreter氏液的培育皿中，置于解剖顯微鏡下，用玻璃針\發(fā)圈切下位于動(dòng)物性極的囊胚細(xì)胞團(tuán)，這些細(xì)胞在2-3分鐘內(nèi)能分散成游離細(xì)胞。如果細(xì)胞暫時(shí)分不開(kāi)，可用一支細(xì)吸管吸水后輕輕沖擊它們，以幫助細(xì)胞分離。

(2)受體細(xì)胞的制備：移核前，魚(yú)卵需先去膜。最常用的方法是用磨尖的不銹鋼鑷子在解剖鏡下剝開(kāi)卵膜，游離出卵子。剝膜應(yīng)于排卵后2-3分鐘，在盛有消毒水的培育皿中進(jìn)行。剝粘性卵時(shí)，一般只需一手持鑷，用鑷尖夾住卵膜的一處，迅速把膜撕裂，裂口越大越好;剝浮性卵時(shí)，卵膜吸水后膨脹，卵周隙很大，所以可用雙手持鑷，同時(shí)夾住卵膜上的一處，迅速把卵膜向外撕裂。

(3)移核：將分離的的囊胚細(xì)胞立即用吸管移至盛有去核卵的培育皿中內(nèi)備用。移核時(shí)，把盛有去核卵和分離細(xì)胞的培養(yǎng)皿置于解剖顯微鏡下，用發(fā)圈將它們撥到視野內(nèi)，然后將操縱臺(tái)移近解剖顯微鏡的一側(cè)，調(diào)節(jié)移動(dòng)上的位移旋鈕和微型吸管的角度，使之對(duì)準(zhǔn)分離的囊胚細(xì)胞，輕輕向后旋動(dòng)注射器上的微分筒，該細(xì)胞隨培養(yǎng)液被吸入管內(nèi)破裂，但細(xì)胞質(zhì)不能分散，應(yīng)仍緊包圍著其中的細(xì)胞核，否則細(xì)胞核直接與液體接觸會(huì)受損傷。細(xì)胞被吸入管內(nèi)的位置，以剛進(jìn)行管口一小段距離為宜，以免將它注入卵時(shí)帶入過(guò)多的培養(yǎng)液。

(4)核質(zhì)雜種的培養(yǎng)：魚(yú)類(lèi)核移植雜種細(xì)胞由于卵外膠膜被破壞，需在等滲的Holtfreter液中培養(yǎng)一段時(shí)間，然后逐漸轉(zhuǎn)入低滲溶液，早期胚胎發(fā)育過(guò)后可入曝氣水中培養(yǎng)。