來(lái)自 Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (DF)、圣保羅農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)秘書(shū)處 (SAA) 的 Instituto de Pesca da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (IP-APTA) 的科學(xué)家們完成了二十年的研究工作，得出了使用誘導(dǎo)雌核發(fā)生技術(shù)產(chǎn)生虹鱒（Oncorhynchus mykiss）克隆譜系的證明。他們?cè)u(píng)估了標(biāo)準(zhǔn)熱休克方案在使用來(lái)自巴西本地適應(yīng)品系的雌性虹鱒魚(yú)克隆生產(chǎn)中的效率。

什么是雌核發(fā)生？

雌核發(fā)生是無(wú)性繁殖的一種形式，其中后代由基因滅活的精子受精的卵子發(fā)育而來(lái)。從本質(zhì)上講，這會(huì)產(chǎn)生與母親基因相同的后代。

參與起草這篇文章的 Embrapa 研究人員之一亞歷山大·羅德里格斯·卡埃塔諾 (Alexandre Rodrigues Caetano) 表示，雌核發(fā)育是一種可以在實(shí)驗(yàn)室誘導(dǎo)的自然克隆?！霸摲椒ㄊ窃?20 世紀(jì) 60 年代開(kāi)發(fā)的，涉及通過(guò)熱沖擊或壓力沖擊來(lái)操縱胚胎發(fā)育。在這個(gè)過(guò)程中，胚胎的發(fā)育沒(méi)有男性遺傳的貢獻(xiàn)，”研究人員解釋道。

為了實(shí)現(xiàn)這種誘導(dǎo)克隆，男性精子通過(guò)紫外線照射進(jìn)行基因失活。用這種材料使（單倍體）雌性卵受精后，對(duì)胚胎施加熱沖擊以阻止第一次細(xì)胞分裂，從而將胚胎轉(zhuǎn)變?yōu)槎扼w。從那時(shí)起，它將完全利用母系遺傳物質(zhì)發(fā)育，從而產(chǎn)生一個(gè)完整的純合個(gè)體，經(jīng)過(guò)隨后的雌核發(fā)育繁殖，將產(chǎn)生克隆譜系。

“這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生的虹鱒魚(yú)克隆品系可用于免疫學(xué)、動(dòng)物健康和營(yíng)養(yǎng)學(xué)的某些高級(jí)研究，在這些研究中擁有具有相同遺傳物質(zhì)的動(dòng)物是很有趣的，”卡埃塔諾解釋道。他強(qiáng)調(diào)說(shuō)，還可以開(kāi)發(fā)出兩個(gè)具有特定特征的克隆品系，并將它們雜交以產(chǎn)生能夠以更高的生產(chǎn)率收獲的魚(yú)。換句話說(shuō)，具有選定特征的相同后代。

熱沖擊的扭曲

巴西的研究采用熱休克來(lái)操縱雌核胚胎的細(xì)胞分裂過(guò)程。通過(guò)在特定階段施加熱量，研究人員能夠創(chuàng)造出兩種類型的雌核發(fā)育后代：

• 減數(shù)分裂雌核發(fā)生（G-Me）：這種方法阻止第二極體的擠出，產(chǎn)生與母親遺傳相同的二倍體胚胎（兩組染色體）。

• 有絲分裂雌核發(fā)生 (G-Mi)：在此，熱休克抑制第一次細(xì)胞分裂，產(chǎn)生四倍體胚胎（四組染色體）。然后，該四倍體經(jīng)歷染色體還原，成為具有完全純合基因組（每條染色體的相同副本）的二倍體。

結(jié)果

該研究比較了接受不同治療的胚胎的存活率：

• 與正常二倍體對(duì)照相比，熱休克的雌核發(fā)生（G-Me 和 G-Mi）顯示出較低的存活率。

• 然而，減數(shù)分裂雌核發(fā)生（FG）產(chǎn)生的雌性產(chǎn)生的G-Me和G-Mi后代的存活率明顯高于傳統(tǒng)繁殖雌性（FC）產(chǎn)生的后代。

• 研究人員成功建立了 100% 克隆的有絲分裂雌核發(fā)育系，這意味著所有個(gè)體在基因上都是相同的。

對(duì)虹鱒魚(yú)養(yǎng)殖的意義

這項(xiàng)研究證明了熱休克誘導(dǎo)的雌核發(fā)育有可能產(chǎn)生遺傳均一的虹鱒魚(yú)品系。這些克隆具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

• 增強(qiáng)抗病性：可以繁殖具有理想抗病性狀的克隆，從而產(chǎn)生更健康的魚(yú)類種群。

• 更快的生長(zhǎng)速度：選擇性育種具有優(yōu)異生長(zhǎng)性能的克隆可以加快生產(chǎn)周期。

• 提高均勻性：克隆可確保產(chǎn)品在尺寸、風(fēng)味和其他所需特性方面質(zhì)量一致。

“去年，我們使用 TrutaPLUS 工具（Embrapa 的 AquaPLUS 平臺(tái)提供的另一個(gè)工具）分析了該國(guó)的各種虹鱒魚(yú)材料。其中包括通過(guò) IP-APTA-SAA 開(kāi)發(fā)的克隆譜系，并使用 SNP 標(biāo)記進(jìn)行分析。由此，我們能夠確認(rèn)通過(guò)誘導(dǎo)雌核發(fā)育獲得的譜系確實(shí)是克隆譜系，這是發(fā)表科學(xué)文章的必要條件，” Caetano 指出。

IP-APTA-SAA Núcleo Regional de Pesquisa em Salmonicultura Dr. Ascanio de Faria 的研究員 Yara Aiko Tabata 強(qiáng)調(diào)，該中心旨在通過(guò)研究和技術(shù)傳播來(lái)促進(jìn)鱒魚(yú)養(yǎng)殖?！斑@些研究的部分成果以產(chǎn)品和工藝的形式轉(zhuǎn)移給鱒魚(yú)養(yǎng)殖者，例如含胚卵和單性魚(yú)種、三倍體、鱒魚(yú)子魚(yú)子醬等， ”Tabata 解釋道。

結(jié)論

熱沖擊引起的雌核發(fā)育為虹鱒魚(yú)水產(chǎn)養(yǎng)殖的重大進(jìn)步打開(kāi)了大門。生產(chǎn)者可以通過(guò)創(chuàng)建具有所需性狀的基因一致的品系來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這項(xiàng)研究為進(jìn)一步探索其他魚(yú)類的雌核發(fā)育技術(shù)鋪平了道路，有可能徹底改變水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。

AquaPLUS 讓生產(chǎn)者的生活更輕松

TrutaPLUS 工具可防止近親繁殖（相關(guān)動(dòng)物之間），這種近親繁殖可能導(dǎo)致后代出現(xiàn)遺傳問(wèn)題，并且還可以識(shí)別最合適的飼養(yǎng)者，產(chǎn)生性能更好的后代。這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的研究還產(chǎn)生了有關(guān)巴西虹鱒魚(yú)遺傳結(jié)構(gòu)的信息。該技術(shù)是利用聯(lián)邦區(qū)基金會(huì) (FAP-DF) 和 Embrapa 本身的資源開(kāi)發(fā)的。

該工具允許獲得簡(jiǎn)單、低成本、實(shí)用和創(chuàng)新的解決方案，能夠促進(jìn)物種的鑒定、管理和遺傳改良，正如 AquaPLUS 平臺(tái)推出以來(lái)所發(fā)生的那樣，該平臺(tái)匯集了與遺傳學(xué)相關(guān)的工具，用于物種的鑒定、管理和遺傳改良。水產(chǎn)養(yǎng)殖物種種群和飼養(yǎng)者分析。

通過(guò)平臺(tái)上提供的服務(wù)，可以確定水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的種畜是否具有一定程度的相關(guān)性。它還揭示了它們是純種還是雜交種（由與另一個(gè)物種雜交產(chǎn)生的），從而可以指導(dǎo)育肥魚(yú)種的育種以及種質(zhì)的替換、交換和貿(mào)易，從而降低生產(chǎn)力損失。