日本沼虾与海南沼虾的人工种间杂交及其同工酶分析

日本沼虾与海南沼虾的人工种间杂交及其同工酶分析内容摘要：

第 28 卷 水 生 生 物 学 报 第3期 2 0 0 4 年 5 月 ACTA HYDROBIOLOGICA Vol. 28, No . 3 SINICA M ay , 2 0 0 4 研究简报 日本沼虾与海南沼虾的人工种间杂交及其同工酶分析 1, 2 傅洪拓 龚永生 1 吴 滟 1 徐 跑 ( 1 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心, 无锡 1 吴清江 2 214081; 2 中国科学院水生生物研究所; 淡水生态和生物技术国家重点实验室, 武汉 430072) ARTIFICIAL INTERSPECIFIC HYBRIDIZATION BETWEEN MACROBRACHIUM NIPPONENSE MACROBRACHIUM HAINANENSE AND THEIR ISOZYME ANALYSIS FU Hong Tuo 1, 2, GONG Yong Sheng 1, WU Yan1 , XU Pao 1 and WU Qing Jiang2 ( 1 Freshwater Fisheries Research Center, Chinese Academy of Fishery Sciences , Wuxi 214081; 2 Institute of Hydrobiology ; The Chinese Academy of Sciences, State Key L aboratory of 430072) Freshwater Ecology and Biotechnology, Wuhan 关键词: 日本沼虾; 海南沼虾; 人工授精; 杂交; 同工酶 Key words: Macrobrachium nipponense; Macrobrachium hainanense; Artificial insemination ; Hybridization; Isozyme 中图分类号: S968. 22 文献标识码: A 文章编号: 1000 3207( 2004) 03 0327 03 日本沼 虾( Macr obr achium nipp onense ) , 又 名 青虾, 是 我 国 1 3 同工酶电泳 用于 电泳 分析 的样 品都 采自 2001 11 02 重要的淡水 养殖虾类。但近年来, 青 虾的性状出 现了严重 的 进行 人工授精的亲本 及其 F1 代, 即用 来作 同工 酶分 析的 青 退化, 包括性早熟、规格变小、商品率低 、 抗病力 下降等, 严 重 虾和海南沼虾, 是子一代的嫡亲 父本和母本。 从虾腹部采 集 地影响了青虾养殖业的效益, 因此有 必要对青虾 进行遗传 改 适量 新鲜肌肉, 并用蒸馏水洗涤干净, 按 1g 4mL 加蒸馏水 匀 良。由于虾 类种内变异很小 [1] , 种间 杂交可能是 遗传改良 的 浆, 14, 000r / min 离心 20min, 取上 清液, - 20 储存 备用。 用 有效途径, 但沼虾类的人工种间杂 交未见有 成功的报道。 本 垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳分析杂种及其双 亲的酯酶( EST) 文主要研 究日 本沼虾 与海 南沼 虾( Macrobrachium hainanense) 和苹果酸脱氢酶( MDH) ( 表 1) 。 的人工种间杂交, 并借此探索虾类的遗传改良 途径。 1 1 1 表 1 同工酶电泳条件 Tab. 1 The Conditions of isozyme electrophoresis 材料和方法 亲本 同工酶 青虾为太湖野生, 海南沼 虾采自 浙江青田 瓯江。 选择健康、 性腺发育良好、体长 6 7cm 的雌性青 虾和雄性 海 Isozymes Concentrations EST 南沼虾作亲本。 1 2 人工杂交 分离胶浓度 试 验于 2001 年 10 月 7 5% 2002 年 5 月 之间 进 MDH 8. 5% Condit ions 240V , 1 5h 0. 25mol / L Tris 0. 057mol/ L 270V, 2hr Citric Acid, pH8. 0 15 27 之间。雌性青 虾和 雄性 海 南沼 虾分 开饲 养于 两 个 之 间, 全 天充 气。每 天投 喂 适量的螺蛳肉、 土豆丝和颗粒饲料。 当雌性青虾 出现生殖 蜕 皮时, 以雌性青 虾作 母 本, 雄性 海南 沼 虾作 父 本, 按 Sandifer and Smith[ 6] 的方法并略 作一些 修改, 进行人 工授 精。人工 授 精的雌虾单个饲养于一个水族箱中, 一般在人 工授精后 12 72h 抱卵。在 27 29 0 155mol/ L Tris 0. 043mol/ L 电泳条件 Citric Acid, pH7. 4 行,试验 地 点 是 淡水 渔 业 研 究中 心 水 族 实 验室, 室 温 均 为 水族箱中, 控制 水温 在 22 29 缓冲系统 Buffers 控温条件下, 10 20d 孵出虾苗。 2 结果 2 1 杂交 水族箱中的对比实验表明, 青虾 和海南沼 虾之间完全 缺 乏性吸引, 相互 间不能 自行 杂交。通 过人 工授精, 总 计进 行 收稿日期: 2003 05 21; 修订日期: 2003 11 20 基金项目: 中国水产科学研究院基金( 2001 1 8) ; 江苏省 十五 攻关( BE2001377) ; 江苏省水产三项工程( PJ2003 32) 资助 作者简介: 傅洪拓( 1964 ) , 男, 湖南长沙人, 研究员; 现主要从事水产遗传育种研究 水 328 生 生 物 学 报 28 卷 了 5 次杂交, 其 中 4 次 抱卵, 三 次孵 出了 杂种 虾苗。 在三 次 ( 变态完成) , 存活率分别为 20% , 27% 和 60% ; 从仔虾到接 近 成功的杂交中, 孵化率 平均达 90% 以 上; 从蚤 状幼体 到仔 虾 成体期, 存活率分别为 23% , 26% 和 52% ( 表 2) 。 表2 青虾( ) X 海南沼虾( Tab. 2 The Results of M . nipponense ( 2 2 ) 杂交结果 ) X M . hainanense ( ) 编号 人工授精时间 抱卵 蚤体幼体 仔虾( 存活率) 4 6cm 杂交虾( 存活率) No Experiment Date Brood Nauplius post Larva( survival) Hybrid juvenile( survival) 1# 2001 10 26 + 0 0 0 2# 2001 10 29 - 0 0 0 3# 2001 11 2 + 2300 630( 27% ) 165( 26%) 4# 2001 11 15 + 500 100( 20% ) 23( 23% ) 5# 2002 5 16 + 1200 720( 60% ) 372( 52%) 形态特征 额角上缘平直或者末 端微上 翘, 极 少数呈 向上 弧形, 海南 沼 F1 代杂种的形态 兼有双 亲的特 征。青虾的 第二对 步足 虾额角上缘呈向上弧形, 极少 数呈平 直形, F1 代杂 种额角 上 细长、 斑纹形状不规则、图 案复杂, 指节 平直; 海南 沼虾 第二 缘呈向上弧形, 与父本相似。此外, 青虾身体向上 驼背明显, 对步足粗短, 斑纹呈圆环状且清晰规则, 指节顶端向内弯 曲; 而海南沼虾身体 相对 较为 伸 展, F1 代 杂种 的体 形偏 向母 本 F1 代杂种第二 对步足粗短、斑纹呈 规则环 状, 但清晰度 介于 青虾( 表 3) 。第一窝杂种已发 育至成 体, 肉 眼可见 发育成 熟 双亲之间, 指节顶端 向内弯曲 , 主 要表现 出父 本特征。 青虾 的雌雄性腺, 但其育性有待进一步研究。 表3 Tab. 3 母本青虾、父本海南沼虾和 F1 代杂种形态学比较 Comparison of Morphological traits between Parents and their F1 hybrids 母本青虾 父本海南沼虾 F1 代杂种 Mat ernal Paternal Hybrid 第二对步足形态 细长 粗短 粗短 第二对步足斑纹 斑纹复杂, 形状不规则 斑纹呈圆环状, 清晰规则 斑纹呈规则环状但清晰度 介于双亲之间 雄性第二对步足指节 平直 顶端弯曲 顶端弯曲 额角上缘 平直或者末端微上翘 呈向上弧形极少数呈平直形 呈向上弧形 极少数呈向上弧形 2 3 同工酶分析 2 3 1 酯酶( EST) 由 于遗 传 基础 还 不清 楚, 按 其 迁移 速 3 讨论 度, 由阴极朝阳极的出现顺序进行编号。雌性 青虾共有 5 条 沼虾类大部分不能进行种间自然杂交, 但有少数非常 近 带, 除 Band 5 外, 其它 4 条 带均在杂种 中表达。雄性 海南沼 缘的种之间可以自行 交配。已 报道的 能进行 自然杂 交的 组 虾共 3 条带, 除 Band 2 外, 其它 2 条 在杂种 中表达。F1 代杂 合有: 罗氏沼 虾与 马氏 沼虾、M . asperulum 和 M . shokitai 以 种中两条迁移得最快的浅带 Band 6、 Band 7, 在双亲中找不到 及 M . formosense 和 M . nipp onense [ 1] 。 美洲 龙 虾 ( H . ameri 对应的带( 图 1) 。 canus ) 和欧洲龙虾( H . gammarus ) 杂种是可育的, 而且具有 遗 2 3 2 苹果酸脱氢 酶( MDH) 由 于遗 传 基础 还不 清楚, 与 传改良的潜力。Sandifer and Smith 报道 了小长臂虾 属两个 近 EST 一样, 按其迁移速 度, 由 阴极朝 阳极的 出现 顺序 对 MDH 缘种之间成功的人工 杂交。人 工种间 杂交在 对虾类 也取 得 的电泳带进行编号。雌性青 虾和雄 性海 南沼虾 都出 现 5 条 了成功。用 人 工授 精 方 法 尝试 沼 虾 属 M . acanthurus , M . 带, 其中有 4 条 带迁移率 相同, F1 代杂种中 也出现了对 应的 r osenbergii, M . ohione, and M . olfe