黃顙魚和雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”形態(tài)及性腺發(fā)育的比較

黃顙魚和雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”形態(tài)及性腺發(fā)育的比較

胡偉華 丹 成 郭穩(wěn)杰 樊啟學(xué) 梅 潔

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院, 武漢 430070)

黃顙魚(Pelteobagrus fulvidracoRichardson)是我國一種重要的小型底棲經(jīng)濟(jì)魚類, 廣泛分布于全國各流域水體中, 因其肉質(zhì)細(xì)嫩、肉味鮮美、無肌間細(xì)刺, 受到廣大消費(fèi)者的青睞。由于黃顙魚雄性比雌性生長快, 我國學(xué)者開拓出了一條X和Y染色體連鎖標(biāo)記輔助的全雄魚培育技術(shù)路線, 并培育出新品種全雄黃顙魚“全雄1號(hào)”[1—6]。全雄黃顙魚顯著提高了養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益, 其大范圍推廣極大推動(dòng)了黃顙魚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來, 親本超雄魚繁育系經(jīng)過多代自交之后發(fā)生了退化, 自交系在生長和抗病等性能方面呈現(xiàn)減弱的趨勢(shì), 此時(shí)需要對(duì)全雄黃顙魚進(jìn)行品種改良或開發(fā)出其他黃顙魚新品種。根據(jù)養(yǎng)殖情況調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn), 雜交黃顙魚(黃顙魚P.fulvidraco♀×瓦氏黃顙魚P. vachelli♂)形態(tài)特征與黃顙魚接近, 生長速度優(yōu)于黃顙魚[7—9]。

雜交育種是遺傳育種中最經(jīng)典的方法之一, 不同種間生物的雜交, 有可能迅速和顯著地提高雜種后代的存活率、生長速度等經(jīng)濟(jì)性狀, 繼而可以經(jīng)培育而成新品種[7]。迄今為止, 已通過不同種類雜交培育出了一些在生長性能上具有顯著優(yōu)勢(shì)的雜交魚類品種, 例如雜色鮑“東優(yōu)1號(hào)”(臺(tái)灣雜色鮑Haliotis diversicolor♀和日本雜色鮑Haliotis diversicolor♂)、湘云鯽(白鯽Carassius auratus cuvieri♀和異源四倍體鯉鯽Allotetraploid hybrids♂)以及雜交鱧“杭鱧1號(hào)”(珠江水系斑鱧Channa maculata♀和錢塘江烏鱧Channa argus♂)等[10]。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)黃顙魚種質(zhì)資源與品種改良團(tuán)隊(duì)采用雜交育種的方法, 選擇梁子湖水域采捕并經(jīng)連續(xù)3代選育的黃顙魚為母本、長江河段中采捕并經(jīng)連續(xù)2代選育的瓦氏黃顙魚為父本, 再經(jīng)人工雜交獲得F1代即為雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”。與黃顙魚相比,一齡“黃優(yōu)1號(hào)”生長速度和成活率均提高30%以上。據(jù)市場(chǎng)調(diào)查反應(yīng), “黃優(yōu)1號(hào)”的雌雄生長速度和性腺發(fā)育情況較黃顙魚也具有差異, 對(duì)“黃優(yōu)1號(hào)”的基礎(chǔ)研究有待進(jìn)一步挖掘。

由于黃顙魚和雜交黃顙魚的形態(tài)特征非常接近, 養(yǎng)殖過程中會(huì)存在混雜在一起的現(xiàn)象, 引起從事水產(chǎn)一線的工作者們對(duì)于雜交黃顙魚(黃顙魚♀×瓦氏黃顙魚♂)的生長性能、外觀形態(tài)等的爭(zhēng)議。最近, 我們開發(fā)了一對(duì)DNA分子標(biāo)記能穩(wěn)定、高效識(shí)別黃顙魚、瓦氏黃顙魚及其雜交種,為研究它們之間的差異奠定了基礎(chǔ)[11]。雜交后代不育現(xiàn)象在動(dòng)植物中普遍存在, 雜交黃顙魚后代的遺傳能力以及生長優(yōu)勢(shì)是評(píng)價(jià)其能否成為養(yǎng)殖新品種的重要指標(biāo)之一。本研究以養(yǎng)殖時(shí)間10—34月齡黃顙魚和雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”為研究對(duì)象, 比較分析黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”的形體指標(biāo)和性腺發(fā)育情況。

1 材料與方法

1.1 材料

2014年7月、2015年7月于湖北省武漢市江夏區(qū)魯湖養(yǎng)殖基地進(jìn)行黃顙魚和雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”的繁育, 待完成飼料訓(xùn)食后, 選取6個(gè)相同養(yǎng)殖條件、面積為3333.33 km2(5畝)的池塘進(jìn)行養(yǎng)殖試驗(yàn), 投放規(guī)格為0.26—0.35 g/尾, 養(yǎng)殖密度均為12000 尾/畝, 黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”投喂量均相同。于2016年6月、2017年6月在池塘中隨機(jī)捕撈黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”各60尾, 進(jìn)行采樣、檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。

1.2 形體指標(biāo)測(cè)量

將實(shí)驗(yàn)魚置于200 mg/L MS-222(間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽)的環(huán)境中麻醉, 于解剖盤上測(cè)量體長(BL)、體重(BW)、性腺重(GW)和性腺成熟系數(shù)(GSI, 性腺體重比)。

1.3 魚體解剖及形態(tài)學(xué)觀察

將麻醉后的實(shí)驗(yàn)魚置于解剖盤上, 剪去腹部肌肉, 去除內(nèi)臟團(tuán), 用濾紙吸取流出的血液, 觀察實(shí)驗(yàn)魚性腺發(fā)育情況并于解剖盤上拍照記錄。然后, 取出完整的性腺置于4%多聚甲醛中固定。經(jīng)梯度酒精脫水, 二甲苯透明, 石蠟包埋, 連續(xù)切片厚度為 8 μm。將石蠟切片用常規(guī)蘇木精-伊紅染色(HE)染色, 用Axio Imager A2顯微拍照觀察。

1.4 計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng)(CASA)

實(shí)驗(yàn)魚麻醉后剪開腹部肌肉, 取下完整的性腺并置于潔凈的定性濾紙上, 去除附著在性腺上的組織液及其他物質(zhì), 以免激活精子。將黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”精巢按照質(zhì)量體積比=1:2添加精子保存液(精子保存液配方: 63 mmol/L NaCl、19 mmol/L KCl、1.3 mmol/L CaCl2、4.7 mmol/L MgSO4·7H2O、2.5 mmol/L NaHCO3, pH 7.4)[12], 在潔凈的勻漿器中均質(zhì), 備用。

精子活力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)利用計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng)(CASA)檢測(cè)分析, 設(shè)定60幀/s, 選擇10×相位差進(jìn)行分析每個(gè)樣品中的精子移動(dòng)[13—15]。用0.45%的NaCl溶液激活測(cè)定, 每個(gè)樣品至少隨機(jī)檢測(cè)3次。精子活力的指標(biāo)可以通過多個(gè)參數(shù)來顯示,如軌跡速度(VCL), 也稱曲線速度, 即精子頭部沿其實(shí)際行走曲線的運(yùn)動(dòng)速度; 平均路徑速度(VAP), 精子頭沿其空間平均軌跡的運(yùn)動(dòng)速度, 這種平均軌跡是計(jì)算機(jī)將精子運(yùn)動(dòng)的實(shí)際軌跡平均后計(jì)算出來的; 直線運(yùn)動(dòng)速度(VSL): 也稱前向運(yùn)動(dòng)速度, 即精子頭部直線移動(dòng)距離的速度; 直線性(LIN): 也稱線性度, 為精子運(yùn)動(dòng)曲線的直線分離度, 即VSL/VCL;鞭打頻率(BCF): 也稱擺動(dòng)頻率, 即精子頭部跨越其平均路徑的頻率。

1.5 “黃優(yōu)1號(hào)”繁殖能力測(cè)試

選取同一養(yǎng)殖基地池塘中養(yǎng)殖22月齡的“黃優(yōu)1號(hào)”與黃顙魚作為親魚開展人工催產(chǎn)試驗(yàn)。挑選形體、體色正常, 體質(zhì)健壯, 無疾病、無傷病和畸變的“黃優(yōu)1號(hào)”和黃顙魚雄魚各10尾, 黃顙魚雌魚20尾。在水溫達(dá)到23—26℃時(shí), 進(jìn)行“黃優(yōu)1號(hào)”雄魚和黃顙魚雌魚人工催產(chǎn)試驗(yàn)測(cè)試“黃優(yōu)1號(hào)”繁殖能力, 并以黃顙魚作為對(duì)照。

催產(chǎn)方式: “黃優(yōu)1號(hào)”和黃顙魚雄魚不注射催產(chǎn)藥物; 雌性黃顙魚采用兩次注射(胸鰭基部注射),催產(chǎn)藥物為地歐酮(DOM)、魚用絨毛膜促性腺激素(HCG)和促黃體激素釋放激素(LRH-A2)3種藥物配伍; 注射計(jì)量為第一針: LRH-A2 10—16 μg +HCG 100—200 IU/kg; 第二針: LRH-A2 16—20 μg +HCG 1200—2000 IU/kg + DOM 5—8 mg/kg, 兩針間距時(shí)間為8—12h。

采用“半干法”進(jìn)行黃顙魚人工授精, 達(dá)到效應(yīng)時(shí)間前2—3h檢查親魚動(dòng)態(tài), 待60%—70%的雌性黃顙魚個(gè)體都能達(dá)到順利完成人工擠卵時(shí), 開始人工收卵。將收集到的卵混勻, 按照重量分置6個(gè)玻璃培養(yǎng)皿 (HY-1、HY-2、HY-3;HF-1、HF-2、HF-3)中。HY-1、HY-2、HY-3 用“黃優(yōu)1號(hào)”精液進(jìn)行人工授精, HF-1、HF-2、HF-3用黃顙魚精液進(jìn)行人工授精。完成人工授精的卵置于玻璃平皿中充氣孵化。受精卵發(fā)育至原腸胚期后計(jì)算卵的總數(shù)和受精卵數(shù)量, 然后繼續(xù)充氣孵化, 魚苗出膜后計(jì)算魚苗出膜數(shù)量[16]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析, 采用單因素方差分析(One-way ANOVA)進(jìn)行各組數(shù)據(jù)的組間差異分析,P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”的形體指標(biāo)測(cè)量

在針對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐中, 雜交黃顙魚與黃顙魚從外觀形態(tài)不易區(qū)分的問題, 本實(shí)驗(yàn)在運(yùn)用DNA分子標(biāo)記識(shí)別黃顙魚、瓦氏黃顙魚及其雜交種的基礎(chǔ)上,通過對(duì)比形體指標(biāo)及鰭式差異, 發(fā)現(xiàn)黃顙魚胸鰭前緣和后緣均有鋸齒狀凸起, 而“黃優(yōu)1號(hào)”胸鰭前緣光滑, 僅在后緣存在鋸齒狀凸起(圖 1)。這一性狀提供了簡(jiǎn)便快速區(qū)分雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”和黃顙魚的方法。

圖1 黃顙魚與“黃優(yōu)1號(hào)”胸鰭前后緣的差異Fig. 1 Phenotypic differences of anterior and posterior margin of pectoral fin between yellow catfish and hybrid yellow catfish“Huangyou No. 1”

圖2 黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”形體指標(biāo)Fig. 2 The physical indicators of yellow catfish and hybrid yellow catfish “Huangyou No. 1”

養(yǎng)殖1年齡為養(yǎng)殖黃顙魚可上市的初步規(guī)格,2年齡為大規(guī)格黃顙魚, 3年齡可更好地觀察比較黃顙魚性腺發(fā)育情況, 故本實(shí)驗(yàn)選取10月、22月和34月齡黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”進(jìn)行了形體指標(biāo)檢測(cè)(圖 2)。在10—34月齡的對(duì)比試驗(yàn)中, 選擇相同養(yǎng)殖月份的形體數(shù)據(jù)做統(tǒng)計(jì)分析, 發(fā)現(xiàn)雄性黃顙魚與“黃優(yōu)1號(hào)”在體長和體重上差異不顯著(P＞0.05), 雌性黃顙魚與“黃優(yōu)1號(hào)”則具有顯著差異(P＜0.05)(圖 2A), 說明“黃優(yōu)1號(hào)”相較于黃顙魚雌雄生長差異縮小。另外, 10—34月齡“黃優(yōu)1號(hào)”的平均體重比黃顙魚高28.33%—46.48%, 其中, 雄性黃顙魚10月齡、22月齡和34月齡平均體重比雌性分別高65.16%、145.51%和119.87%, 而雄性“黃優(yōu)1號(hào)”平均體重比雌性分別高46.33%、49.73%和31.90%(圖 2B), 雌雄生長差異縮小。雄性“黃優(yōu)1號(hào)”生長速度與雄性黃顙魚相近, 雌性“黃優(yōu)1號(hào)”生長速度比黃顙魚提升明顯, 故“黃優(yōu)1號(hào)”的整體生長速度是明顯提升的。同時(shí), 雌雄生長差異縮小, 達(dá)到上市規(guī)格的比例較黃顙魚有所提高。本實(shí)驗(yàn)的黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”養(yǎng)殖條件和投喂量一致, 不同的養(yǎng)殖條件實(shí)驗(yàn)結(jié)果也會(huì)略有不同, “黃優(yōu)1號(hào)”的搶食和攝食能力均強(qiáng)于黃顙魚。

黃顙魚雌性的性腺重(GW)顯著高于雄性(P＜0.05), 而“黃優(yōu)1號(hào)”雌雄性腺重沒有顯著差異(P＞0.05)。進(jìn)一步比較兩者的性腺重量(GW)的增長率發(fā)現(xiàn)“黃優(yōu)1號(hào)”性腺重量(GW)增長率顯著低于黃顙魚(圖 2C;P＜0.05); 以性腺體重比(GSI)換算而來的成熟系數(shù), 結(jié)果為黃顙魚成熟系數(shù)顯著高于“黃優(yōu)1號(hào)”(圖 2D;P＜0.05)。

2.2 黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”的性腺形態(tài)學(xué)和組織學(xué)觀察

如圖 3中的黃顙魚性腺解剖圖所示, 10月、22月和34月齡黃顙魚卵巢正常發(fā)育, 有大量的卵子發(fā)生(圖3A—3C), 而“黃優(yōu)1號(hào)”的卵巢為白色線狀組織呈現(xiàn)退化狀態(tài)(圖 3D—3F), 故“黃優(yōu)1號(hào)”沒有卵子生成表現(xiàn)為明顯的雜交不育。10月、22月和34月齡黃顙魚精巢正常發(fā)育, 為乳白色的精小葉結(jié)構(gòu)(圖 3G—3I), 而“黃優(yōu)1號(hào)”的精巢為透明的精小葉結(jié)構(gòu)和精巢退化狀態(tài)(圖 3J—3L), “黃優(yōu)1號(hào)”的精巢結(jié)構(gòu)需要通過組織學(xué)進(jìn)一步分析。

對(duì)黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”精巢組織切片進(jìn)行HE染色分析發(fā)現(xiàn), 黃顙魚在10月齡時(shí)精巢發(fā)育完全并且精小囊內(nèi)存在大量精子(圖 4A), 而10月齡“黃優(yōu)1號(hào)”精巢中精小囊僅存在空殼, 幾乎沒有精子存在(圖 4B)。22月齡“黃優(yōu)1號(hào)”精巢中精小囊內(nèi)發(fā)現(xiàn)少量精子存在(圖 4C), 34月齡“黃優(yōu)1號(hào)”精巢中出現(xiàn)一些類似于精原細(xì)胞和精母細(xì)胞的細(xì)胞(圖 4D)。

2.3 計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng)(CASA)比較分析黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”的精子質(zhì)量

如圖 5所示, 黃顙魚的單位體積精子數(shù)量隨著年齡的增長呈現(xiàn)遞增趨勢(shì), 大約為1×107—1×108個(gè)精子/mL, 大部分為運(yùn)動(dòng)的精子; 而“黃優(yōu)1號(hào)”的精子數(shù)量顯著減少(P＜0.05), 僅為1—5×103個(gè)精子/mL。同時(shí), 相較于黃顙魚的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下精子數(shù)量占精子總數(shù)的83.00%—89.00%, “黃優(yōu)1號(hào)”的活力精子數(shù)量占精子總數(shù)僅為17.61%—24.91%, 且靜止?fàn)顟B(tài)下精子數(shù)量多于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下精子數(shù)量。

在醫(yī)學(xué)和動(dòng)物學(xué)研究中, 計(jì)算機(jī)輔助精子分析系統(tǒng)(CASA)被廣泛用于評(píng)價(jià)精子的質(zhì)量, VAP、VSL和VCL等參數(shù)與不育男性生育能力具有顯著的相關(guān)性, 是評(píng)判人類有無生育能力的重要參數(shù)[17,18]?！包S優(yōu)1號(hào)”精子的VAP、VSL和VCL等參數(shù)均顯著低于黃顙魚(P＜0.05), 但LIN(VSL/VCL)和BCF參數(shù)沒有顯著變化(P＞0.05; 表 1)。這些參數(shù)表明“黃優(yōu)1號(hào)”的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下精子的活力極其低下。

圖3 黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”性腺解剖圖Fig. 3 Anatomy of the gonad of yellow catfish and hybrid yellow catfish “Huangyou No. 1”

2.4 “黃優(yōu)1號(hào)”雄魚繁殖能力測(cè)試

如圖 6和表 2所示, “黃優(yōu)1號(hào)”♂與黃顙魚♀(HY組)受精率和孵化率均為0; 而黃顙魚♂與黃顙魚♀(HF組)受精率最高為83.15%, 最低為71.74%,平均值為76.71%。通過胚胎發(fā)育觀察, HF組胚胎發(fā)育至2胞期時(shí), 而HY組胚胎不能發(fā)育到2胞期。當(dāng)HF組胚胎發(fā)育至原腸胚時(shí)期時(shí), HY組胚胎都已經(jīng)變白, 死亡。

經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn), 22月齡“黃優(yōu)1號(hào)”雄魚不具備繁殖能力, 同時(shí)“黃優(yōu)1號(hào)”雌魚未能形成囊狀卵巢, 不能進(jìn)行人工催產(chǎn), 故判斷“黃優(yōu)1號(hào)”不具備繁殖能力。

圖4 黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”精巢組織切片HE染色圖Fig. 4 The HE staining results of testis sections of yellow catfish and hybrid yellow catfish “Huangyou No. 1”

圖5 黃顙魚和“黃優(yōu)1號(hào)”1 mL體積精液的精子數(shù)量(Total)和運(yùn)動(dòng)精子數(shù)量(Motile)Fig. 5 The total and motile sperm per mL in yellow catfish and hybrid yellow catfish

3 討論

據(jù)中國漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示, 2017年黃顙魚養(yǎng)殖產(chǎn)量為4.8×108kg, 而瓦氏黃顙魚的需求量非常小而被忽略沒有統(tǒng)計(jì)。主要是由于消費(fèi)者比較喜歡黃顙魚的體型和大小, 而瓦氏黃顙魚由于其體型、大小和體色等特征消費(fèi)者的需求不足。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)黃顙魚種質(zhì)資源與品種改良團(tuán)隊(duì)采用雜交育種的方法, 選擇梁子湖水域采捕并經(jīng)連續(xù)3代選育的黃顙魚為母本、長江河段中采捕并經(jīng)連續(xù)2代選育的瓦氏黃顙魚為父本, 再經(jīng)人工雜交獲得F1代即為雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”。“黃優(yōu)1號(hào)”從形態(tài)特征上比較接近黃顙魚, 在生長速度和上市規(guī)格整齊度等方面明顯優(yōu)于黃顙魚, 具有推動(dòng)黃顙魚產(chǎn)業(yè)的潛力。經(jīng)過外觀形態(tài)比較, 我們發(fā)現(xiàn)通過胸鰭前緣和后緣的鋸齒狀凸起這一性狀可以簡(jiǎn)便快速區(qū)分雜交黃顙魚和黃顙魚(圖 1)。

表1 黃顙魚與“黃優(yōu)1號(hào)”精子運(yùn)動(dòng)參數(shù)的檢測(cè)Tab. 1 The parameters of sperm motility in yellow catfish and hybrid yellow catfish (μm/s)

黃顙魚和瓦氏黃顙魚同是黃顙魚屬但為不同種[19], 該2個(gè)物種之間的雜交為遠(yuǎn)緣雜交。遠(yuǎn)緣雜交能整合雙親的優(yōu)點(diǎn), 使后代在外形、生長速度、存活率以及抗病能力等方面表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)[19,20]。關(guān)于遠(yuǎn)緣雜交后代的生殖能力已有一些研究, 發(fā)現(xiàn)一部分遠(yuǎn)緣雜交后代具有生殖能力, 如紅鯽(♀)×湘江野鯉(♂)、錦鯉(♀)×紅鯽(♂)、團(tuán)頭魴(♀)×翹嘴紅鲌(♂)[21]的正反交的遠(yuǎn)緣雜交中能獲得可育的后代; 一部分遠(yuǎn)緣雜交后代不具備生殖能力, 如blue drum (Nibea mitsukurii)和white croaker (Pennahia argentata)[22]、三角魴(♂)×草魚(♀)、團(tuán)頭魴(♂)×草魚(♀)雜種均雜交是不育的[23]。關(guān)于雜交不育的生物學(xué)機(jī)制, 主要包括以下2種情況, 一種是雜交不孕(雜交不親和)現(xiàn)象, 即親本雜交不能產(chǎn)生后代; 另一種是雜種不育的現(xiàn)象, 即親本雜交后產(chǎn)生的子代不能生殖[20—25]。其中雜種不育性不僅僅與染色體的數(shù)目和形態(tài)及其基因有關(guān), 還與異常的生理環(huán)境和生殖器官結(jié)構(gòu)等有關(guān)。通常認(rèn)為雜種不育性是雜種生殖細(xì)胞減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)的異常同源染色體配對(duì)造成的。如牦牛與普通牛在部分常染色體和性染色體上的差異使雄性犏牛的同源染色體不能很好地配對(duì)形成精母細(xì)胞聯(lián)會(huì)復(fù)合體 (Synaptonemal complex, SC), 可能是導(dǎo)致不育的主要原因之一[25]。Blue drum (Nibea mitsukurii)和white croaker(Pennahia argentata)的雜交不育, 是由于雜種的原始生殖細(xì)胞發(fā)育因?yàn)橛薪z分裂缺陷發(fā)生了停滯而造成的[22]。

在魚類遠(yuǎn)緣雜交研究中, 發(fā)現(xiàn)當(dāng)母本染色體數(shù)大于或等于父本染色體數(shù)時(shí), 可突破雜交F1生殖難關(guān); 當(dāng)母本染色體數(shù)目小于父本染色體數(shù)目時(shí), 難以形成存活的后代[20—24]。當(dāng)前, 魚類遠(yuǎn)緣雜交的遺傳規(guī)律研究主要集中在染色體水平機(jī)制, 核-核、核-質(zhì)之間的協(xié)調(diào)機(jī)制[20,21]以及RNA水平和蛋白水平的分子生物學(xué)方面的機(jī)制研究上[26,27]。雜交黃顙魚(黃顙魚♀×瓦氏黃顙魚♂)及其父母本的核型均為2n=52, 其雜交不育的相關(guān)機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

圖6 黃顙魚♀×黃優(yōu)1號(hào)♂(HY)和黃顙魚♀×黃顙魚♂(HF)胚胎發(fā)育情況Fig. 6 The embryo development of yellow catfish♀דHuangyou No. 1”♂ (HY) and yellow catfish ♀×yellow catfish♂ (HF)

表2 黃顙魚♀ד黃優(yōu)1號(hào)”♂和黃顙魚♀×黃顙魚♂的受精率和孵化率Tab. 2 Fertilization rate and hatching rate of yellow catfish♀דHuangyou No. 1”♂ and yellow catfish♀×yellow catfish♂

在動(dòng)物世界中, 多種動(dòng)物的雌雄個(gè)體的生長速度存在明顯的兩性生長差異, 也叫兩性生長異形(Sexual size dimorphism)[4], 人們發(fā)現(xiàn)許多魚類的雌雄個(gè)體的性成熟年齡和生長速度存在明顯差異。性成熟較早的個(gè)體, 由于在性成熟期間大部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移至性產(chǎn)物的生產(chǎn), 身體的增長就減慢。例如半滑舌鰨(Cynoglossus semilaevis)和虹鱒(Oncorhynchus mykiss)等魚類, 它們的雌性個(gè)體性成熟時(shí)間要晚于雄性個(gè)體的性成熟時(shí)間, 從而致使雌性個(gè)體的生長速度顯著大于雄性個(gè)體[28]; 相反, 如果雄性個(gè)體性成熟晚, 其生長速度就會(huì)超過雌性個(gè)體,例如黃顙魚(Pelteobagrus fulvidraco)和羅非魚(Oreochromis niloticus)等[3,29,30]。本研究中, 雜交黃顙魚(黃顙魚♀×瓦氏黃顙魚♂)雌雄性腺發(fā)育均存在缺陷, 性成熟期間大部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移至身體生長,故雜交黃顙魚較黃顙魚有明顯的生長優(yōu)勢(shì)。同時(shí),雌雄性腺發(fā)育缺陷也導(dǎo)致了黃顙魚兩性生長異形的現(xiàn)象在雜交黃顙魚中被顯著減弱, 提高了商品魚的上市規(guī)格整齊度。雜交黃顙魚(黃顙魚♀×瓦氏黃顙魚♂)的性腺發(fā)育存在明顯缺陷, 卵巢為白色線狀組織呈現(xiàn)退化狀態(tài)且沒有卵子生成; 精小囊呈空腔狀結(jié)果, 精子總數(shù)及精子活力遠(yuǎn)低于黃顙魚, 低于受精精液濃度的最低閾值[12]。根據(jù)從事水產(chǎn)一線工作者的經(jīng)驗(yàn), 養(yǎng)殖4—5年齡的雜交黃顙魚雄性能產(chǎn)生可育的精子, 有待于進(jìn)一步研究和證實(shí)。“黃優(yōu)1號(hào)”在生長和生殖發(fā)育上的一些特征表明其可作為一個(gè)優(yōu)良的黃顙魚養(yǎng)殖品種, 大幅度提高漁民經(jīng)濟(jì)效益。