长牡蛎、葡萄牙牡蛎与近江牡蛎的种间杂交研究

【摘要】长牡蛎和葡萄牙牡蛎在分类学上为亚种关系，长牡蛎主要分布在我国北方沿海，葡萄牙牡蛎主要分布在我国南方沿海，这两种牡蛎都是我国重要的经济贝类，葡萄牙牡蛎的产量排在我国牡蛎产量的第一位，长牡蛎的产量仅次于香港巨牡蛎排在牡蛎产量的第三位。近江牡蛎在我国南北沿海都有分布，单产产量排在长牡蛎之后。长牡蛎、葡萄牙牡蛎和近江牡蛎同属于巨牡蛎属，是我国4种产量较高牡蛎之一（还包括香港巨牡蛎）。近年由于长期的种群内自繁，出现生长缓慢、小型化、抗病性低下等一系列现象，严重制约了我国牡蛎养殖业发展。此次开展了长牡蛎和近江牡蛎的种间杂交及葡萄牡蛎与近江牡蛎的种间杂交实验，并进行了相关性研究，得到了大量翔实可靠的数据，其主要结果如下所述：（1）首先开展了长牡蛎和近江牡蛎的种间杂交实验，结果发现这两种牡蛎可以受精，且为双向受精，由于配子兼容性比较差，受精率极低，GA组的受精率为0.16%，AG组的受精率为7.31%，显著小于种内自繁组。从生长上看，在浮游期由于母本效应的存在杂交子的生长速度都很快，但在稚贝期杂交子表现出了明显的杂种劣势现象；从存活上看，是浮游期死亡率较高具有明显的杂种劣势现象，在稚贝期虽然存活率比亲本低，但是存活率比较稳定。通过多次重复实验发现较高的死亡率只出现在浮游期，幼虫变态后可以适应来自不同亲本的染色体联合而得到稳定的成活率。在实验中发现纯种牡蛎由于繁殖的原因往往在7月底会发生大量死亡现象，杂交子也会发生死亡，但是死亡现象的发生往往会推迟半个月到一个月，如果对此进行选育，是否能够得到高温季节存活率较高的新品种，有待进一步的研究。（2）为了确定种间杂交是否能够受精、孵化、存活甚至得到杂种优势，在本次研究中开展了葡萄牙牡蛎和近江牡蛎的2×2双列杂交实验。在实验中观察到葡萄牙牡蛎和近江牡蛎为双向受精，没有出现明显的受精和胚胎发育延迟现象。C.angulata×C.ariakensis的受精率要高于C.ariakensis×C.angulata，但杂交组的受精率都低于自交组。杂交组相对于自交组在浮游期的存活率较低。360日龄时，葡萄牙牡蛎的壳高最大，其次是angulata×C.ariakensis、C.ariakensis×C.ariakensis，C.ariakensis×C.angulata的壳高最小。（3）由于牡蛎生活的礁石上，形态可塑性比较强，牡蛎间不能通过外观进行鉴定，并且实验中杂交子代具有极低的受精率，后期成活率也比较低，稍有不慎就会混入其它牡蛎，因此必须对杂交子进行分子遗传学鉴定。在对长牡蛎和近江牡蛎杂交得到的杂交子进行鉴定时，使用了ITS1分子学鉴定方法，而对葡萄牙牡蛎和近江牡蛎杂交得到的杂交子鉴定时，使用了ITS2遗传学鉴定方法。通过凝胶电泳发现这两个杂交组合中纯种牡蛎都出现一条带，杂交子都出现两条带，可以初步判定得到杂交子为真正意义上的两性融合杂交子。但是杂交子的两条带与亲本对应带并不处在同一位置上，因此对所有条带进行克隆测序，经过与基因库对比发现所用亲本为纯种牡蛎，杂交子也为两性融合杂交子。360日龄时对杂交子进行表型观测发现，所有子代与长牡蛎或葡萄牙牡蛎相似，这从杂交子和亲本序列的相似性上也能体现出来。（4）为了评估杂交子的对环境的适应性，以长牡蛎自繁组GG（Crassostreagigas×C.gigas），近江牡蛎自繁组AA（C.ariakensis×C.ariakensis）、正交组GA（Crassostreagigas×C.ariakensis）、反交组AG（C.ariakensis×C.gigas）为实验材料，开展了稚贝对盐度的适应性研究。结果发现长牡蛎的最适生存盐度为15-35，最适生长盐度为25-35；近江牡蛎的最适生存盐度为10-25，最适生长盐度为20-25；GA的最适生存盐度为15-30，最适生长盐度为15-30，AG的最适生存盐度为20-30，最适生长盐度为20-25。GG对低盐度敏感，AA对高盐度敏感，AG具有高盐度存活的杂种优势，在盐度30时，中亲杂种优势HG×A为13.32，单亲杂种优势HGA和HAG分别为1.89和27.88，在盐度40时，HAG上升到400，GA和AG都不具有生长优势。杂种稚贝对盐度适应介于双亲之间，且表现出一定程度的父系遗传特点。（5）对长牡蛎和近江牡蛎的杂子交培育一周年后进行解剖，发现杂交子的性腺发育饱满，与纯种牡蛎没有区别，经显微镜下观察发现，杂交子不仅具有雌性和雄性个体，同样具有雌雄同体的个体存在。基于此现象，利用杂交子与亲本杂交，以观测回交子代是否具有生长或存活优势。在AG与亲本的回交实验中，AG杂交子的自繁组AgAg的受精率、孵化率较高，但后期的生长和存活率都比较低，表现了杂交子的自繁衰退现象。AG自繁后表型性状比较统一，没有出现明显分离现象。回交各组的受精率和孵化率都比较高；回交各组在浮游期和稚贝期具有生长和存活上的优势（除AAg组存活率低）。稚贝后期回交组壳高生长速度小于纯种牡蛎，360日龄时壳高GG>GAg>AAg>AA>AgG>AgA>AgAg，具有明显的母本效应，以AG为母本的回交组表现出回交劣势；GAg壳高虽然小于GG但差异不显著，且具有存活优势。在GA与亲本的回交实验中，实验各组的受精率、孵化率较高，GaG回交组具有生长和存活优势，90日龄时壳高GaGa>GaG>GGa>GG>GaA>AA>Aga，GA自繁组表现出明显的生长和存活优势。（6）为了研究三元制种效果并评价杂交子对自然环境中其它牡蛎的影响，在此次研究中开展了AG与葡萄牙牡蛎的三元杂交实验。研究发现杂交子可以与葡萄牙牡蛎双向受精，且受精率、孵化率高；杂交子的生长和存活率介于葡萄牙牡蛎和AG之间。通过此次实验发现杂交子可以与其它牡蛎进行杂交，对生态多样性具有潜在威胁，但考虑到葡萄牙牡蛎为长牡蛎亚种，杂交应该容易进行，杂交子是否可以与其它牡蛎杂交是需要进行的下一步研究，以评价杂交子的基因渐渗风险。
【作者】姚托；
【导师】王昭萍；
【作者基本信息】中国海洋大学，水产养殖，2014，博士
【关键词】长牡蛎；葡萄牙牡蛎；近江牡蛎；杂交育种；

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