海洋生物技術及應用PPT課件

1、遺傳育種遺傳育種性別控制；性別控制；轉基因魚；轉基因魚；不育技術；不育技術；克隆魚?？寺◆~。第1頁/共36頁性別控制性別控制第2頁/共36頁為什么控制性別？為什么控制性別？ 不同性別的動物其生長速度不同；不同性別的動物其生長速度不同； 牙鲆、真鯛、鱸魚、虹鱒、大馬哈魚、對蝦牙鲆、真鯛、鱸魚、虹鱒、大馬哈魚、對蝦等，都是雌性個體比雄性同齡個體大；等，都是雌性個體比雄性同齡個體大； 羅非魚相反，雄魚比雌魚長得快；羅非魚相反，雄魚比雌魚長得快； 雌性鯔魚的經(jīng)濟價值是雄魚的雌性鯔魚的經(jīng)濟價值是雄魚的78倍；倍； 有選擇地進行單性動物養(yǎng)殖，可以大大提高有選擇地進行單性動物養(yǎng)殖，可以大大提高產(chǎn)量和經(jīng)濟價值

2、；產(chǎn)量和經(jīng)濟價值；性成熟之前，魚類的性別很難辨別。性成熟之前，魚類的性別很難辨別。雄的挑出來扔掉，雌的留下？雄的挑出來扔掉，雌的留下？ 第3頁/共36頁魚類的性別決定魚類的性別決定 一部分魚的雌性性染色體為一部分魚的雌性性染色體為XX，稱，稱“雌性雌性同型配子動物同型配子動物”或或“雌性同配動物雌性同配動物”；雄；雄性性染色體為性性染色體為XY; 也有雌性個體性染色體為也有雌性個體性染色體為ZW，稱，稱“雌性異雌性異配動物配動物”；雄性性染色體為；雄性性染色體為ZZ。如：金黃。如：金黃羅非魚。羅非魚。第4頁/共36頁全雌魚的培育（雌性同配）全雌魚的培育（雌性同配） 孤雌生殖：卵子不經(jīng)過受精，便

3、直接發(fā)孤雌生殖：卵子不經(jīng)過受精，便直接發(fā)育成個體的生殖方法。如：蚜蟲、鹵蟲、育成個體的生殖方法。如：蚜蟲、鹵蟲、新月魚。新月魚。 人工誘導雌核發(fā)育技術；人工誘導雌核發(fā)育技術； 性激素誘導；性激素誘導； 假雄魚與雌魚交配產(chǎn)生后代。假雄魚與雌魚交配產(chǎn)生后代。第5頁/共36頁人工誘導雌核發(fā)育人工誘導雌核發(fā)育 始于始于20世紀世紀50年代；年代； 目前已有鯉科、鮭科、鰈科和鯛科等重目前已有鯉科、鮭科、鰈科和鯛科等重要經(jīng)濟魚類中已開展了雌核育苗并取得要經(jīng)濟魚類中已開展了雌核育苗并取得成功；成功； 作用：性別控制、建立純系。作用：性別控制、建立純系。第6頁/共36頁人工誘導雌核發(fā)育流程人工誘導雌核發(fā)育流程

4、精子精子紫外照射紫外照射無核精子無核精子雄魚雄魚雌魚雌魚卵子卵子假受精假受精第一次卵裂第一次卵裂溫度處理溫度處理純合二倍體培養(yǎng)純合二倍體培養(yǎng)全雌后代全雌后代第7頁/共36頁兩個重要步驟兩個重要步驟 誘發(fā)卵子雌核生殖；誘發(fā)卵子雌核生殖； 雌核生殖卵子的二倍化。雌核生殖卵子的二倍化。第8頁/共36頁誘發(fā)卵子雌核生殖誘發(fā)卵子雌核生殖 Co射線、紫外線和化學藥物滅活精子，使其遺傳物射線、紫外線和化學藥物滅活精子，使其遺傳物質失活但是保持與卵子結合的能力；質失活但是保持與卵子結合的能力； 國內(nèi)大都用紫外線滅活精子；國內(nèi)大都用紫外線滅活精子； 但是不同物種的精子其紫外線照射的強度、照射距但是不同物種的精子

5、其紫外線照射的強度、照射距離和時間都不同，同種物種的精子，其照射距離、離和時間都不同，同種物種的精子，其照射距離、照射、照射強度不同，照射時間也不同。如：照射、照射強度不同，照射時間也不同。如：當照射當照射距離在距離在6-11cm 之間時，距離每增加之間時，距離每增加 1cm ，照射時間就要增加，照射時間就要增加2 min 左右；當照射距離不變時，左右；當照射距離不變時， 用兩支用兩支 30 W 的紫外燈比用的紫外燈比用1支燈支燈管的照射時間縮短近一半。管的照射時間縮短近一半。 第9頁/共36頁雌核生殖卵子的二倍化雌核生殖卵子的二倍化 溫度處理溫度處理(冷休克或熱休克冷休克或熱休克)、靜水壓和

6、化學、靜水壓和化學藥物；藥物； 常用方法：常用方法： 寒冷水域的魚，如大馬哈魚等，用寒冷水域的魚，如大馬哈魚等，用2830度高溫刺激十幾分鐘（熱休克）；度高溫刺激十幾分鐘（熱休克）； 暖水性魚類，如羅非魚，用暖水性魚類，如羅非魚，用04度低溫刺度低溫刺激（冷休克）；激（冷休克）；第10頁/共36頁人工誘導雌核發(fā)育流程人工誘導雌核發(fā)育流程精子精子紫外照射紫外照射無核精子無核精子雄魚雄魚雌魚雌魚卵子卵子假受精假受精第一次卵裂第一次卵裂溫度處理溫度處理純合二倍體培養(yǎng)純合二倍體培養(yǎng)全雌后代全雌后代第11頁/共36頁激素誘導激素誘導 性腺未分化之前，投喂雌激素，可使雄魚性腺未分化之前，投喂雌激素，可使雄

7、魚性別反轉為雌魚；性別反轉為雌魚；性腺未分化之前，投喂雄激素，可使雌性腺未分化之前，投喂雄激素，可使雌魚性別轉變?yōu)榇启~；魚性別轉變?yōu)榇启~；第12頁/共36頁激素誘導與正常交配結合激素誘導與正常交配結合雌仔魚雌仔魚雄激素雄激素假雄魚假雄魚雌魚雌魚精子精子卵子卵子全雌后代全雌后代第13頁/共36頁全雄魚的培育（雌性同配）全雄魚的培育（雌性同配）超雄魚超雄魚雌魚雌魚精子精子卵子卵子受精卵受精卵全雄魚全雄魚第14頁/共36頁超雄魚的培育（雌性同配）超雄魚的培育（雌性同配） 超雄魚的培育（超雄魚的培育（雄核發(fā)育技術）；雄核發(fā)育技術）；雌魚雌魚雄魚雄魚卵子卵子紫外照射紫外照射無核卵無核卵精子精子受精受精純

8、合二倍體純合二倍體雌魚雌魚超雄魚超雄魚溫度處理溫度處理第15頁/共36頁 超雄魚的培育（激素誘導與正常交配結合）超雄魚的培育（激素誘導與正常交配結合）超雄魚的培育（雌性同配）超雄魚的培育（雌性同配）雄仔魚雄仔魚雌激素雌激素假雌魚假雌魚雄魚雄魚卵子卵子精子精子受精受精雌魚雌魚 雄魚雄魚 雄魚雄魚 雄魚雄魚第16頁/共36頁 貝類人工雌核發(fā)育二倍體的研究現(xiàn)狀貝類人工雌核發(fā)育二倍體的研究現(xiàn)狀 太平洋牡蠣、香港巨牡蠣、皺紋盤鮑太平洋牡蠣、香港巨牡蠣、皺紋盤鮑 、貽、貽貝和地中海貽貝中成功誘導并獲得了具有貝和地中海貽貝中成功誘導并獲得了具有生活力的雌核發(fā)育二倍體，但還沒有培育生活力的雌核發(fā)育二倍體，但還

9、沒有培育到成體的報道。到成體的報道。 國內(nèi)，迄今未見有二倍體化的貝類雌核發(fā)國內(nèi)，迄今未見有二倍體化的貝類雌核發(fā)育個體存活的報道。育個體存活的報道。第17頁/共36頁基因工程技術及應用基因工程技術及應用第18頁/共36頁已完成基因組測序的海洋生物已完成基因組測序的海洋生物 褐藻水云；褐藻水云； 海綿；海綿； 玻璃海鞘；玻璃海鞘； 佛羅里達文昌魚；佛羅里達文昌魚； 日本文昌魚；日本文昌魚； 象鼻鯊；象鼻鯊； 香港巨牡蠣；香港巨牡蠣； 半滑舌鰨；半滑舌鰨； 斜帶石斑魚，；斜帶石斑魚，； 大黃魚；大黃魚；第19頁/共36頁科科目目 象鼻鯊象鼻鯊第20頁/共36頁石首魚科石首魚科大黃魚大黃魚鱸形目鱸形目

10、第21頁/共36頁鰈形目鰈形目鰨科：眼睛位于頭的右側。鰨科：眼睛位于頭的右側。半滑舌鰨半滑舌鰨第22頁/共36頁魚旨魚旨科科鱸形目鱸形目第23頁/共36頁聚合酶鏈式反應聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，PCR)1985年年 美國美國PE-cetus公司的人類遺傳研究室公司的人類遺傳研究室 的的Mullis等人發(fā)明了等人發(fā)明了PCR技術；技術；1993年年 Mullis因因PCR技術獲得了諾貝爾獎；技術獲得了諾貝爾獎；第24頁/共36頁PCRPCR原理示意圖原理示意圖模板模板DNA加熱加熱，變性變性DNA雙螺旋的氫鍵斷裂，雙鏈解雙螺旋的氫鍵斷裂，雙鏈解離形成單鏈

11、離形成單鏈DNA 溫度下降溫度下降，退退火火第25頁/共36頁引物與模板引物與模板DNA雜交雜交引物延伸引物延伸形成兩條與模板形成兩條與模板DNA完全一致完全一致的的DNA鏈鏈經(jīng)過若干個循環(huán)后，模板經(jīng)過若干個循環(huán)后，模板DNA大量擴增大量擴增第26頁/共36頁引物設計基本原則引物設計基本原則v引物長度：一般以引物長度：一般以1530bp為宜；為宜；v引物擴增跨度：一般以大于引物擴增跨度：一般以大于200bp為宜；為宜；v引物堿基分布：盡可能引物堿基分布：盡可能隨機隨機；v引物堿基引物堿基G+C含量：宜在含量：宜在45%55%左右。左右。第27頁/共36頁v引物內(nèi)部不應形成二級結構；引物內(nèi)部不應

12、形成二級結構；v引物的特異性；引物的特異性；v引物引物3末端的堿基與模板末端的堿基與模板DNA嚴格嚴格配對；配對；v3末端的末位堿基最好選末端的末位堿基最好選T、C、G，而不選而不選A；v引物引物5末端的堿基沒有嚴格的限制。末端的堿基沒有嚴格的限制。第28頁/共36頁已知基因組序列或已知基因組序列或EST序列序列第29頁/共36頁第30頁/共36頁第31頁/共36頁第32頁/共36頁第33頁/共36頁第34頁/共36頁gi|83415155|ref|NM_001037706.1| Danio rerio somatolactin alpha (smtla), mRNA GTGTGTGTTGTG

13、TGTGTGTTTGTAAAGCCGGCAAGTGACCATTGAGAAATCTGGGCAAAAATGAACACAGTTAAAGTTCTGCAGGTGTGTGTGTGTGTGCTGATTCTGGGTCAGTTTTTGGTTTCGGGTGCTGTTCCTCTGGACTGTAAGGATGACGCTGGATCTCGATGTGCTTCGATCTCTCAGGAAAAGCTTCTGGATCGAGTGATCCAGCATGCTGAGCTCATTTACCGCGTCTCTGAGGAGTGCTGCACTTTGTTTGAGGATATGTTCGTCCCGTATCCACTGCATGTGTTGATCAACCAGGCTGGA

14、AACACCTGCCACAGCAAACACATCCCCATCCCAACATCCAAGAGTGAGATTCAACAGATATCGGACTCATGGCTGCTTCACTCAGTGCTGTTCCTGGTTCAGTCGTGGATGGAGCCGCTGCTGTATCTGCAGACGACTCTCGACCGATACGATGACGCTCCCAACGCTCTGCTCAGCAAAACCAAGTGGGTTTCTGACAAACTGCTGAGCTTGGAGCAGGGGGTGGTGGTGCTCATCCGCAAGATGCTGGACGAGGGAATCATGGCATCCTCCACCATCTTCGATCACACTCAGAGCCCGTATG