性別控制技術(shù)課件

1、第七章性別控制技術(shù)Chapt.7 Sex control第1頁，共36頁。研究魚類性別控制的意義提高生長速度控制過度繁殖延長有效生長期提高商品魚品質(zhì)第2頁，共36頁。提高生長速度許多水生動物雌雄之間的生長速度有明顯差異，羅非魚、沼蝦、河蟹等雄性比雌性長得快；鯉、鯽、草魚、鰻鱺和對蝦等雌性比雄性長得快。養(yǎng)殖魚類的性別如能得到控制，在同等條件下進(jìn)行單性養(yǎng)殖，會提高產(chǎn)量、降低成本、提高效益。第3頁，共36頁?？刂七^度繁殖羅非魚成熟早、繁殖快，如莫桑比克羅非魚3-4個月可達(dá)到性成熟，以后每隔25-40天可產(chǎn)卵一次，池塘中往往造成繁殖過剩、密度過大、個體過小，影響產(chǎn)量。人工控制性別進(jìn)行單性(全雄)養(yǎng)殖是

2、控制群體密度的有效方法。第4頁，共36頁。延長生長期虹鱒雄魚一般2齡成熟，雌魚3齡成熟，成熟后的個體生長率降低，死亡率提高，肉質(zhì)和外觀較差，對生產(chǎn)不利。國內(nèi)養(yǎng)殖虹鱒2年上市，此時雌魚沒有充分長大。若能使雄性虹鱒轉(zhuǎn)化為雌魚進(jìn)行全雌養(yǎng)殖，到第3年上市，可以有效延長生長期，達(dá)到大幅度增產(chǎn)的目的。第5頁，共36頁。提高商品魚質(zhì)量單性養(yǎng)殖由于實(shí)際上養(yǎng)殖了生長快、個體大的雌性或雄性魚，單性群體減少了生殖能量的消耗，可以提高商品魚的規(guī)格、肉質(zhì)和價值。觀賞魚因雄魚比雌魚體色更加光彩奪目而具有更高的經(jīng)濟(jì)價值。人為控制觀賞魚類的性別，增加群體中的雄魚比例，可以大大提高觀賞魚的商品價值。第6頁，共36頁。動物性別的

3、可塑性許多動物中，性別特征甚至在成年生活中都是相當(dāng)可塑的。在某些魚類中，當(dāng)占統(tǒng)治地位的雄性從群體中消失時，一個成年雌性就會轉(zhuǎn)變其性別成為雄性，從由制造卵子轉(zhuǎn)而制造精子，同時也會變換為雄性的顏色和行為。性腺固有的可塑性，性腺既可以發(fā)育成睪丸，也可以發(fā)育成卵巢，選擇發(fā)生在胎兒的生命過程中，在某些魚類等高等動物，這種選擇在成長過程中也許會再次發(fā)生。性腺具有雙重潛能。發(fā)育的早期階段，性腺既可能成為睪丸，也可能成為卵巢。無論雄性(中腎)還是雌性(繆勒)導(dǎo)管系統(tǒng)都是存在的。第7頁，共36頁。魚類的性別魚類性別的表達(dá)方式多種多樣，包括性染色體類型、雌核發(fā)育、雌雄異體、雌雄同體、物種特有的外部性別以及多樣化的

4、行為性別等。歸納起來，魚類的性別不外乎生理性別與遺傳性別兩大類。第8頁，共36頁。生理性別(生化性別)生理性別是在遺傳性別控制下通過個體發(fā)育的生化過程而形成的。性腺性別。生理性別的基礎(chǔ)取決于原始性器官的類型，該基礎(chǔ)性別稱為性腺性別，再進(jìn)一步分化為雌雄異體和雌雄同體。外部性別。魚類的雌雄異形由第一和第二性征決定。第一性征是直接與繁殖活動有關(guān)的性征，即性附屬器官，如軟骨魚類雄魚的鰭腳、鳉科魚雄魚的生殖足、鰕虎魚雄魚的臀突和鳑鲏魚雌魚的產(chǎn)卵管等。第二性征是與繁殖活動無直接關(guān)系的性征，與性腺發(fā)育和分泌活動有關(guān)，如雄魚的婚姻裝及珠星等。行為性別。即雌雄魚產(chǎn)卵行為或性行為方式的不同，羅非魚雌魚營口腔孵卵，

5、而雄魚則沒有。第9頁，共36頁。遺傳性別遺傳性別由受精時一半來自卵子以及一半來自精子的染色體結(jié)合形成的，又稱為染色體性別。對魚類性染色體的研究不多。決定魚類性別的染色體機(jī)制比較復(fù)雜，幾乎包括所有的染色體類型，主要是XX-XY、XX-XO、ZW-ZZ、ZO-ZZ等類型。性別大體上由受精卵的性染色體組成決定，常染色體對性別也有影響。第10頁，共36頁。魚類的性反轉(zhuǎn)魚類的性別在一定的條件下會發(fā)生轉(zhuǎn)化，如黃鱔的性別與體長和年齡有關(guān)，中小個體主要是雌性，較大個體主要是雄性，雄鱔都是由雌鱔通過性別轉(zhuǎn)變來的。石斑魚類與青星九棘鱸發(fā)育過程中，存在雌魚向雄魚轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。黑鯛和黃鰭鯛個體發(fā)育中，雄魚轉(zhuǎn)變成功能完善

6、的雌魚。水族箱中飼養(yǎng)的某些觀賞魚，成長時期可以看到性轉(zhuǎn)變。雌性劍尾魚會出其不意地變成雄魚；老的雌魚歲魚有時會變成雄魚。第11頁，共36頁。影響魚類性別發(fā)育的因素魚類早期生殖腺具有很強(qiáng)的可塑性，根據(jù)皮質(zhì)部還是髓質(zhì)部得到發(fā)育，產(chǎn)生向雌雄兩性發(fā)育的潛能。魚類性腺發(fā)育既取決于遺傳因素，也受其它因素的影響。激素與性轉(zhuǎn)變環(huán)境與性轉(zhuǎn)變控制性別的基因-基因開關(guān)(哺乳動物的Sry)第12頁，共36頁。激素與性轉(zhuǎn)變性類固醇激素(雌激素與雄激素)對魚類性別的影響是顯著的。用雌二醇使遺傳上雄性青鳉轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苌系拇启~；用甲基睪丸酮使遺傳上的雌魚轉(zhuǎn)變成功能上的雄魚。性激素可使金魚、虹鱒、大西洋鮭、羅非魚及鯉魚等獲得性反轉(zhuǎn)

7、。切除魚類的性腺，副性征和性行為退化、消失，注射性激素后又可得到恢復(fù)。用性激素控制魚類性別，羅非魚的性轉(zhuǎn)化技術(shù)。性分化即將開始而性別尚未完全表達(dá)之前連續(xù)投喂添加激素的飼料控制性別；已分化的魚苗，口服性激素不能完成性反轉(zhuǎn)，只能抑制生殖腺發(fā)育，改變副性征。第13頁，共36頁。環(huán)境與性轉(zhuǎn)變理化環(huán)境(水溫、光照、輻射和水質(zhì)等)和社會環(huán)境(種內(nèi)相互作用，擁擠和性別比等)。一種銀漢魚1尾雄魚和6尾雌魚受精，受精卵在17-25度水溫發(fā)育，孵出的雌體占12%；11-19度，雌體占75%。擁擠有助于向雄性分化。水族箱中的魚類性轉(zhuǎn)變受激素、代謝廢物或其它生化物質(zhì)積累作用的影響。絲鰭花鳉的“社會控制”：雌性先熟魚的

8、性轉(zhuǎn)變受雄魚存在與否的調(diào)控。一群魚中移走雄魚時，其中體態(tài)最健壯的雌魚會改變性別，發(fā)育成典型的雄魚。第14頁，共36頁。溫度決定性別紅耳龜?shù)穆言?6度條件下，100%的孵化成雄龜，31度條件下， 100%的孵化成雌龜。溫度介乎其中，則孵化的龜兩性均有。第15頁，共36頁。種群密度第16頁，共36頁。魚類性別控制和單性苗種培育技術(shù)研究 以半滑舌鰨、黃顙魚、羅非魚和大黃魚等重要海淡水養(yǎng)殖魚類為主要研究對象，建立我國重要養(yǎng)殖魚類性別控制和單性苗種培育的共性技術(shù)，大規(guī)模培育快速生長的全雌或全雄苗種，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，大幅度提高魚類養(yǎng)殖產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。解決魚類雌雄生長差異過大、影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展等問題，推動魚

9、類養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 第17頁，共36頁。主要內(nèi)容 魚類性別控制共性技術(shù)研究：魚類性別特異標(biāo)記篩選技術(shù)研究和重要海淡水魚類性別特異標(biāo)記篩選，魚類卵裂雌核發(fā)育誘導(dǎo)技術(shù)，魚類性逆轉(zhuǎn)規(guī)?；T導(dǎo)技術(shù)建立，天然性逆轉(zhuǎn)魚類性別人工控制技術(shù)的建立和應(yīng)用，紅鰭東方魨性別控制技術(shù)研究。魚類單性苗種規(guī)?；品N技術(shù)集成與應(yīng)用：半滑舌鰨雌性化苗種規(guī)?；嘤夹g(shù)的建立與應(yīng)用，黃顙魚性別控制技術(shù)集成與全雄苗種規(guī)?；品N技術(shù)研發(fā)，羅非魚性別控制技術(shù)集成與全雄苗種的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用，大黃魚全雌苗種規(guī)?；品N技術(shù)的集成與推廣應(yīng)用，褐牙鲆全雌苗種規(guī)?；品N技術(shù)的集成與推廣應(yīng)用。魚類性別控制配套技術(shù)的集成與推廣應(yīng)用：魚類單性精子

10、庫的建立與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和魚類多倍體規(guī)?；品N技術(shù)的建立和應(yīng)用。 第18頁，共36頁。性別決定為XX/XY型魚類全雄苗種培育技術(shù)路線 第19頁，共36頁。性別決定為ZZ/ZW型魚類全雌和高雌性化魚苗培育技術(shù)路線向養(yǎng)殖公司及科研單位應(yīng)用精子冷凍技術(shù)ZW型雌性魚類建立魚類精子冷凍庫染色體加倍光照、溫度、水流和營養(yǎng)調(diào)控冷凍、壓力和化學(xué)休克ZW/ZZ自然群體成熟未受精卵遺傳物質(zhì)滅活近緣和遠(yuǎn)緣魚類同源或異源精子誘導(dǎo)雌核發(fā)育后代（ZZ和WW）人工培育和篩選WW普通ZZZW高雌性化魚苗ZW全雌魚苗性別轉(zhuǎn)化偽雄魚ZWZW普通雌魚激素、溫度或其它因素誘導(dǎo)雌性特異標(biāo)記遺傳檢測甄別生殖調(diào)控分子標(biāo)記遺傳檢測單性精子冷凍庫

11、第20頁，共36頁。向養(yǎng)殖公司及科研單位應(yīng)用精子冷凍技術(shù)ZW型雌性魚類建立魚類精子冷凍庫染色體加倍光照、溫度、水流和營養(yǎng)調(diào)控冷凍、壓力和化學(xué)休克ZW/ZZ自然群體成熟未受精卵遺傳物質(zhì)滅活近緣和遠(yuǎn)緣魚類同源或異源精子誘導(dǎo)雌核發(fā)育后代（ZZ和WW）人工培育和篩選WW普通ZZZW高雌性化魚苗ZW全雌魚苗性別轉(zhuǎn)化偽雄魚ZWZW普通雌魚激素、溫度或其它因素誘導(dǎo)雌性特異標(biāo)記遺傳檢測甄別生殖調(diào)控分子標(biāo)記遺傳檢測單性精子冷凍庫第21頁，共36頁。魚類性別的人工控制種間雜交激素處理三系配套技術(shù)人工誘導(dǎo)雌核發(fā)育人工誘導(dǎo)雄核發(fā)育魚類不育技術(shù)第22頁，共36頁。種間雜交羅非魚種間雜交獲得單一性別的后代(全雄)，且雜種

12、具明顯的生長優(yōu)勢。羅非魚種間雜交能獲得全雄魚的組合有6個，其中奧利亞羅非魚尼羅羅非魚和霍諾魯姆羅非魚莫桑比克羅非魚兩個組合具實(shí)踐意義。理論上奧利亞羅非魚尼羅羅非魚雜交后代應(yīng)該是全雄魚，實(shí)際上一般只有95%，原因：羅非魚的性別決定除性染色體外，與常染色體有關(guān)；親本的純度。第23頁，共36頁。羅非魚種間雜交產(chǎn)生全雄魚羅非魚存在ZW-ZZ以及XX-XY兩種染色體類型。羅非魚種間雜交產(chǎn)生全雄魚是兩大類性染色體之間雜交的結(jié)果，即XXZZXZ，表現(xiàn)出和XY一樣的特點(diǎn)，所以是雄魚。如果兩種羅非魚親本，雌、雄魚都是配子同型(XX，ZZ)，就能產(chǎn)生100%的雄性后代。第24頁，共36頁。奧尼魚奧尼魚是用奧利亞羅

13、非魚為父本和尼羅羅非魚為母本進(jìn)行雜交，而獲得的雜交優(yōu)勢明顯的雜交種。奧尼魚雄性率達(dá)90%以上，生長速度比父本奧利亞羅非魚快17-72%，比母本尼羅羅非魚快11-24%，抗病力和抗寒力較強(qiáng)。奧尼魚的制種比較簡單，不需要進(jìn)行人工催情產(chǎn)卵和流水刺激。只要水溫穩(wěn)定在18以上，將成熟的雌雄親魚放入同一繁殖池中，待水溫上升到22時，就能自然雜交繁殖魚苗。在水溫25-30的情況下，每隔30-50天即可雜交繁殖一次。適宜生長溫度20-35。全國各地均可養(yǎng)殖。第25頁，共36頁。Oreochromis nilotica O. aurea hybrid of O. nilotica x O. aurea 第26頁

14、，共36頁。激素處理魚類的性別可以用類固醇激素控制，但類固醇激素只能改變魚類的生理性別，而不能改變遺傳性別，即所能改變的是生理表型，而不是基因型。激素處理的方法：飼料添加法、浸泡、注射和硅膠管移植法等。最常用的是飼料添加法(藥餌投喂/口服)。對魚類施行性別轉(zhuǎn)化的激素處理，必須在性別分化前進(jìn)行，宜早不宜遲，一般當(dāng)魚苗第一次攝食就可用藥餌投喂。第27頁，共36頁。據(jù)1995年統(tǒng)計(jì)，從遺傳型雌魚向表現(xiàn)型雄魚性反轉(zhuǎn)已在青鳉、鯉魚、羅非魚、花鳉、斑馬魚、虹鱒、大西洋鮭、大馬哈魚等47種魚類成功，所用雄性激素有16種。人工合成的17-甲基睪酮最為常用。從遺傳型雄魚向表現(xiàn)型雌魚性反轉(zhuǎn)也在31種魚類成功，所用

15、雄性激素有15種，常用天然的17-雌二醇。我國從20世紀(jì)70年代開始用類固醇激素控制魚類性別，在莫桑比克羅非魚、尼羅羅非魚、鯽魚、石斑魚和虹鱒等獲得成功。類固醇激素的應(yīng)用，人僅能促進(jìn)生長，提高產(chǎn)量，而且能產(chǎn)生期望的性轉(zhuǎn)變，還有助于了解性別分化和性別決定機(jī)制。第28頁，共36頁。三系配套技術(shù)原系：自然群體中未經(jīng)性反轉(zhuǎn)的雌雄魚。 莫桑比克和尼羅羅非魚就是XX與XY。轉(zhuǎn)化系：遺傳型雄魚用雌激素誘導(dǎo)性轉(zhuǎn)化后的表型雌魚，即雌性化雄魚(XY)。雄性純合系：通過原系XY與轉(zhuǎn)化系XY交配獲得的YY型雄魚，或稱超雄魚(YY)。三系配套的具體做法：1、選擇自然群體中的雄性仔魚，用雌激素誘導(dǎo)出出雌性化雄魚，XY(原

16、系雄魚) XY(轉(zhuǎn)化系)。2、轉(zhuǎn)化魚成熟后與自然群體中的雄魚交配，獲得雄性純合系(超雄魚)，XY (轉(zhuǎn)化系)XY(原系雄魚)YY(雄性純合系)。3、雄性純合系成熟后再與自然群體中的雌魚交配，獲得全雄魚，YY(雄性純合系) XX(原系雌魚) XY(全雄魚)。第29頁，共36頁。超雄魚轉(zhuǎn)化系XY與原系XY交配，僅得到1/4超雄魚。超雄魚與一般雄魚外形上很難辨別，采用測交法區(qū)分： YY XX全雄， XY XX雌雄1:1。YY(雄性純合系) YY(雄性純合轉(zhuǎn)化系) YY(100%超雄魚) 。三系配套技術(shù)控制魚類性別，激素不與商品魚直接發(fā)生關(guān)系，只要有少量YY型超雄魚，然后與原系雌魚自交或雜交，可得到大

17、批量純種或雜種全雄魚。第30頁，共36頁。人工誘導(dǎo)雌核發(fā)育雌性配子同型(XX-XY型和XX-XO型)魚類雌核發(fā)育子代應(yīng)該全部是雌性，控制魚類性別的途徑。雌核發(fā)育用于養(yǎng)殖生產(chǎn)的最大困難是二倍體出現(xiàn)頻率低，仔魚階段成活率差，個體差異大，能達(dá)到性成熟的不多。應(yīng)用雌核發(fā)育結(jié)合性反轉(zhuǎn)，得到大量全雌個體的方法。第31頁，共36頁。人工誘導(dǎo)雄核發(fā)育對于雄配子同型(ZW-ZZ型和ZO-ZZ型)的魚類，雄核發(fā)育的子代應(yīng)該全部是雄性。第32頁，共36頁。魚類不育技術(shù)魚類到了產(chǎn)卵繁殖期，生長停滯，大部分能量消耗在性腺發(fā)育上，雌性腹腔被卵巢充塞，卵巢達(dá)總體重的1/4左右?？墒巢糠譁p少，商品魚質(zhì)量明顯降低。性成熟導(dǎo)致鮭

18、鱒魚死亡率提高和生長率降低，影響產(chǎn)量；肉質(zhì)和外觀影響產(chǎn)卵后商品魚上市。消除性成熟的不利影響，培育性腺發(fā)育受到抑制的不育魚，設(shè)法產(chǎn)生由不育個體組成的群體。利用不育技術(shù)防止珍稀魚類和良種隨意增殖。第33頁，共36頁。產(chǎn)生不育魚的方法雜交激素閹割人工誘導(dǎo)三倍體自身免疫閹割外科手術(shù)閹割其他第34頁，共36頁。半滑舌鰨分子標(biāo)記輔助性別控制 半滑舌鰨是我國近年來開發(fā)的重要海水養(yǎng)殖魚類，該種魚具有味道鮮美、生長快速等優(yōu)點(diǎn)，深受養(yǎng)殖戶和消費(fèi)者的歡迎。半滑舌鰨雌雄個體生長差異較大，雌性比雄性生長快2-4倍，在養(yǎng)殖期內(nèi)雄魚達(dá)不到上市規(guī)格，嚴(yán)重影響了半滑舌鰨苗種的推廣和養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第35頁，共36頁。半滑舌鰨性別特異分子標(biāo)記篩選及其在性別控制中的應(yīng)用 采用生物技術(shù)篩選性別特異分子標(biāo)記、建立遺傳性別鑒定技術(shù)、培育全雌或高雌性化