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《鱼类远缘杂交》全面综述了国内外动物远缘杂交和多倍体的研究进展,系统性地总结了他们科研团队关于鱼类远缘杂交及染色体倍性育种的研究工作,包括鱼类远缘杂交双亲的设计选择、杂交过程、杂交品系的建立及应用,人工多倍体鱼的生物学特性、形成的生物学机制以及相关的方法学等。《鱼类远缘杂交》图文并茂,内容全面,体现了实践推动理论研究,理论指导实践深入发展,是一部很有特色的鱼类遗传育种著作。
内容简介
《鱼类远缘杂交》总结了作者刘少军所在实验室二十多年在鱼类远缘杂交研究方面的研究成果,系统阐述了远缘杂交形成不同倍性鱼的共性规律,比较研究了不同倍性鱼的生物学特性,揭示了异源和同源四倍体鱼的可育性和异源三倍体鱼的不育性,发现和系统研究了远缘杂交鱼产生不减数配子的重要繁殖生物学现象,系统阐述了远缘杂交形成四倍体鱼品系和二倍体鱼品系在生物进化中的重要作用和重要证据,同时描述了不育三倍体鱼在生产应用中的特点、优势和实用价值。《鱼类远缘杂交》图文并茂,尤其是许多彩色图版都是真实的实验结果,在系统描述和展示远缘杂交和多倍体鱼研究结果方面具有独特之处。
《鱼类远缘杂交》可供高等院校和科研院所从事动物学、遗传学、水产学及相关学科的研究人员和相应领域的研究生和本科学生参考使用。
作者简介
刘少军,博士,二级教授,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者,湖南省“芙蓉学者”特聘教授,湖南省科技领军人才,全国优秀科技工作者,全国优秀教师,教育部跨世纪优秀人才,湖南省优秀中青年专家,国务院政府特殊津贴享受者,湖南省五一劳动奖章获得者;中国水产学会理事,中国海洋湖沼学会理事,湖南省水产学会副理事长,中国水产学会生物技术专业委员会副主任委员,湖南省水产品种审定委员会副主任委员;湖南鱼类遗传育种中心主任,蛋白质组学与发育生物学省部共建国家重点实验室培育基地主任,蛋白质化学及鱼类发育生物学教育部重点实验室主任,教育部“多倍体鱼繁殖及育种”工程研究中心主任,湖南省“生物发育工程及新产品研发协同创新中心”主任,湖南省生物研究所所长兼湖南师大生科院副院长。
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目录
第1章 动物远缘杂交及多倍体生物研究进展1.1 动物远缘杂交研究进展
1.1.1 动物远缘杂交概况
1.1.2 鱼类远缘杂交品系的形成
1.1.3 鱼类远缘杂交品系的遗传变异特性
1.1.4 鱼类远缘杂交品系的应用
1.2 多倍体生物研究进展
1.2.1 植物中的多倍体
1.2.2 动物中的多倍体
1.2.3 多倍体的发生
1.2.4 多倍化的遗传效应和基因表达上的变化
1.2.5 人工多倍体育种
第2章 异源四倍体鲫鲤的形成
2.1 异源四倍体鲫鲤的亲本——红鲫和鲤
2.1.1 红鲫的生物学特征
2.1.2 鲤的生物学特征
2.2 红鲫(□)×鲤(□)杂交后代F1、F2、F3的生物学特征
2.2.1 鲫鲤F1的主要生物学特征
2.2.2 鲫鲤F2的主要生物学特征
2.2.3 鲫鲤F3的主要生物学特征
2.2.4 鲫鲤F2与其他鱼的交配试验
2.2.5 鲫鲤F2产生不减数配子的意义
第3章 异源四倍体鲫鲤的基本生物学特征
3.1 异源四倍体鲫鲤的生长和发育
3.1.1 异源四倍体鲫鲤的形态特征
3.1.2 异源四倍体鲫鲤的受精细胞学和胚胎发育
3.2 异源四倍体鲫鲤的倍性和育性
3.2.1 异源四倍体鲫鲤的倍性
3.2.2 异源四倍体鲫鲤性腺发育
3.3 异源四倍体鲫鲤生殖细胞的减数分裂及二倍体配子的形成
3.3.1 鱼类生殖细胞的减数分裂
3.3.2 异源四倍体鲫鲤进行减数分裂产生二倍体配子
3.4 异源四倍体鲫鲤性别决定机制
3.4.1 鱼类性别决定的研究进展
3.4.2 异源四倍体鲫鲤的性别遗传方式
3.5 异源四倍体鲫鲤群体形成在生物演化上的意义
3.5.1 多倍化在进化中的作用
3.5.2 异源四倍体鲫鲤形成为多倍体演化提供了直接证据
第4章 不育三倍体鱼的基本生物学特征
4.1 异源三倍体湘云鲫(鲤)的形成、形态和染色体倍性
4.1.1 异源三倍体湘云鲫(鲤)的形成及形态特征
4.1.2 异源三倍体湘云鲫(鲤)的染色体倍性
4.2 异源三倍体鱼的不育机制和快速生长机制
4.2.1 异源三倍体湘云鲫(鲤)的不育性
4.2.2 异源三倍体湘云鲫(鲤)的快速生长机制
4.3 异源三倍体湘云鲫(鲤)的应用
4.3.1 异源三倍体湘云鲫(鲤)的养殖特性
4.3.2 异源三倍体湘云鲫(鲤)推广应用
4.4 异源四倍体鲫鲤与其他鱼类交配形成的三倍体鱼
4.4.1 异源四倍体鲫鲤(□)×金鱼(□)
4.4.2 异源四倍体鲫鲤(□)×红鲫(□)
第5章 异源四倍体鲫鲤产生的二倍体配子的雌核发育和雄核发育
5.1 异源四倍体鲫鲤产生的二倍体卵子的雌核发育
5.1.1 雌核发育二倍体鲫鲤克隆体系建立
5.1.2 利用雌核发育二倍体鲫鲤克隆体系研制改良四倍体鲫鲤
5.2 异源四倍体鲫鲤产生的二倍体精子的雄核发育
5.2.1 人工诱导鱼类雄核发育研究概述
5.2.2 二倍体精子的雄核发育
5.2.3 雄核发育方法制备改良异源四倍体鲫鲤群体
5.2.4 雄核发育鱼的应用
5.3 从改良四倍体鲫鲤中选育出改良二倍体鲫
5.3.1 改良二倍体红鲫、青鲫和花鲫的基础生物学特征
5.3.2 新型高背型鲫形成的意义
5.4 人工双尾金鱼的形成
5.4.1 人工双尾金鱼的制备
5.4.2 人工双尾金鱼的生物学特征
5.4.3 人工双尾金鱼形成的意义
5.5 改良三倍体鲫的形成
5.5.1 改良三倍体鲫的基础生物学特征
5.5.2 改良三倍体鲫形成的意义
第6章 不同倍性鱼生物学特征比较
6.1 不同倍性鱼的血液组成及特点
6.1.1 不同倍性鱼类的血液组成及其血细胞特点
6.1.2 异源四倍体鲫鲤血细胞的发生
6.2 不同倍性鱼垂体特征的比较
6.2.1 鱼类脑垂体研究进展
6.2.2 不同倍性鱼垂体结构
6.2.3 鱼类HPG轴相关基因的研究及比较分析
6.3 不同倍性鱼的分子遗传标记研究
6.3.1 RAPD方法分析异源四倍体鲫鲤的遗传特征
6.3.2 微卫星DNA方法分析异源四倍体鲫鲤的遗传特征
6.3.3 基于ISSR的异源四倍体鲫鲤进化分析
6.4 不同倍性鱼线粒体基因组研究
6.4.1 异源四倍体鲫鲤线粒体基因组的特点
6.4.2 三倍体湘云鲫的线粒体基因组的父系遗传特征
第7章 鲫鲂远缘杂交品系的形成及生物学特性
7.1 鲫鲂杂交F1中不同倍性后代的形成及主要生物学特性
7.1.1 鲫鲂杂交不同倍性后代的遗传组成特征
7.1.2 鲫鲂杂交F1中不同倍性鱼的外形和食性特征
7.1.3 鲫鲂杂交F1中不同倍性鱼的生殖特性
7.1.4 鲫鲂杂交F1中不同倍性鱼的细胞和分子生物学特性
7.2 鲫鲂F1中异源四倍体鲫鲂的回交和雌核发育后代形成
7.2.1 回交后代的形成及遗传组成
7.2.2 异源四倍体鲫鲂的雌核发育后代的形成及遗传组成
7.3 同源四倍体鱼品系的建立及生物学特性研究
7.3.1 遗传组成及变异分析
7.3.2 外形特征
7.3.3 育性和精子大小
7.3.4 同源四倍体鱼品系的建立及其应用
7.4 同源四倍体鱼雄核发育研究及全雄性四倍体鱼的制备
第8章 鲂鲌远缘杂交品系的形成及其生物学特性
8.1 鲂鲌、鲌鲂杂交品系的形成
8.1.1 杂交亲本介绍
8.1.2 鲂鲇、鲌鲂杂交F1制备
8.1.3 鲂鲐、鲌鲂杂交F2、F3的制备
8.2 鲂鲌、鲌鲂杂交品系的生物学特性
8.2.1 鲂鲌、鲌鲂F1、F2的倍性及核型分析
8.2.2 鲂鲌、鲌鲂F1、F2的外形、食性特征
8.2.3 鲂鲌、鲌鲂F1、F2的育性检测
8.2.4 鲂鲌、鲌鲂F1繁殖力
8.2.5 鲂鲌杂交品系的应用
8.2.6 鲂鲌及鲐鲂杂交品系的分子遗传特征
第9章 鲂鲴远缘杂交品系的形成及生物学特性
9.1 不同倍性鲂鲴、鲴鲂的形成
9.1.1 鲂鲴F1、鲴鲂F1的倍性检测
9.1.2 鲂鲴F1、鲴鲂F1外形特征
9.1.3 鲂鲴F1、鲴鲂F1的性腺显微结构观察和鲂鲴F:的形成
9.2 不同倍性鲂鲴F1、鲴鲂F1及其亲本的遗传关系分析
9.2.1 不同倍性鲂鲴F1、鲴鲂F1的Sox-HMG box序列分析
9.2.2 不同倍性鲂鲴F1、鲴鲂F1 5S rDNA重复序列分析
9.2.3 不同倍性鲂鲴F1、鲴鲂F1线粒体全基因组序列分析
9.2.4 二倍体、三倍体鲂鲴F1精巢转录组测序分析
第10章 其他鱼类远缘杂交研究
10.1 红鲫(□)×黄尾密鲴(□)
10.1.1 多倍体鲫鲴的形成及倍性检测
10.1.2 多倍体鲫鲴的外形特征
10.1.3 性腺显微结构观察
10.2 红鲫(□)×翘嘴红鲌(□)
10.2.1 不同倍性鲫鲌的形成及倍性检测
10.2.2 不同倍性鲫鲌的外形特征
10.2.3 性腺显微结构观察
10.3 草鱼(□)×团头鲂(□)
10.3.1 草鲂的形成及倍性检测
10.3.2 草鲂及其亲本的红细胞核体积测量
10.3.3 草鲂及其亲本的5s rDNA特征
10.4 鲤鲫品系的形成及生物学特性
10.4.1 鲤鲫F1形成及倍性检测
10.4.2 鲤鲫F1外形特征
10.4.3 鲤鲫F1的性腺显微结构观察
10.4.4 鲤鲫F2的形成
第11章 人工雌核发育研究
11.1 人工诱导雌核发育鱼类研究概述
11.1.1 雌核发育诱导方法
11.1.2 异精效应的发现及意义
11.1.3 雌核发育二倍体的鉴别
11.2 红鲫、日本白鲫的雌核发育
11.2.1 雌核发育红鲫、雌核发育日本白鲫的形成
11.2.2 雌核发育红鲫、雌核发育白鲫的生物学特征及应用前景
11.2.3 异源精子(团头鲂精子)作为刺激源的优势
11.3 金鱼的雌核发育
11.3.1 人工雌核发育金鱼的形成
11.3.2 人工雌核发育金鱼的意义
11.4 团头鲂的雌核发育
11.4.1 雌核发育团头鲂的研制
11.4.2 雌核发育团头鲂的外形特征
11.4.3 雌核发育团头鲂的倍性和育性
11.4.4 雌核发育团头鲂微卫星DNA分析
11.5 性反转鲫及全雌二倍体鲫和全雌三倍体鲫的制备
11.5.1 性反转鲫的制备
11.5.2 全雌二倍体鲫的制备
11.5.3 全雌三倍体鲫的制备
第12章 转基因四倍体、三倍体鱼
12.1 国内外转基因鱼技术研究概况
12.1.1 常用的转基因技术
12.1.2 转基因鱼类的研究
12.2 转基因四倍体鲫鲤
12.2.1 “全鱼”转植基因的构建
12.2.2 转基因鱼的体重及体长
12.2.3 转植基因的整合与转录
12.3 转基因三倍体鱼
12.3.1 转基因三倍体鲤的获得
12.3.2 转基因三倍体鲤的相关生物学检测
12.3.3 转基因三倍体鲤性腺败育及快速生长的分子机制研究
第13章 染色体倍性检测、FISH原位杂交等生物学技术在鱼类远缘杂交研究中的应用
13.1 人工催产、鱼苗孵育技术
13.1.1 常见催产剂的种类及作用机制
13.1.2 催产的技术程序
13.2 育性检测技术
13.2.1 石蜡切片技术
13.2.2 电镜技术
13.3 染色体倍性检测技术
13.3.1 PHA体内诱导肾细胞制片法
13.3.2 胚胎染色体制片法
13.3.3 流式细胞检测细胞DNA含量
13.3.4 外周血细胞培养法制备染色体
13.4 鱼类分子遗传标记检测及其他辅助检测技术
13.4.1 源于5S rDNA的FISH原位杂交方法的建立及应用
13.4.2 源于BAC文库构建的FISH原位杂交方法的建立及应用
13.4.3 长片段PCR在异源四倍体鲫鲤基因扩增中的应用
第14章 不同倍性鱼中的SOX-HMG DNA特征
14.1 分子标记概述
14.1.1 遗传标记
14.1.2 分子标记
14.1.3 DNA条形码与生物系统学
14.2 Sox基因家族概述
14.2.1 性别决定基因SRY/Sry
14.2.2 SOX/Sox基因家族
14.3 基于Sox基因HMG盒保守序列的分子标记方法
14.4 Sox-HMG分子标记与遗传育种
14.4.1 Sox-HMG分子标记方法与遗传关系研究
14.4.2 Sox-HMG分子标记方法的生物学机制
参考文献
致谢
前言/序言
航海史上的迷雾:失落的星盘与琥珀之谜 第一章:风暴眼中的信标 亚瑟·布莱克伍德,一个在伦敦贫民窟长大的年轻人,凭借着对星象学近乎痴迷的热爱,意外地进入了皇家海军的测绘部门。他不是传统意义上的水手,他的武器是精密的黄铜六分仪和手绘的星图。然而,命运的齿轮却将他推向了一场远超他知识范畴的航行。 故事始于一封来自神秘东方的羊皮纸信件,信中描述了一种被称为“永恒之光”的矿物,据说它能使船只在最恶劣的雾气中也能辨明方向。这封信的署名是“塞拉菲娜”,一位传说中早已沉没的探险船“赫耳墨斯号”的船长。 亚瑟的工作,是整理和解读皇家海军现有的所有航海日志,寻找任何关于“赫耳墨斯号”和“永恒之光”的蛛丝马迹。他发现,许多看似不相关的深海航线图、捕鲸日志,甚至地方性的民间歌谣中,都隐晦地提到了一个共同的地理特征——“寂静之环”,一片传说中海流会突然停止、罗盘失灵的海域。 在翻阅一批被判定为“无价值的废弃档案”时,亚瑟发现了一个被遗忘的木制箱子。箱内没有金银财宝,只有一套极其古老、制作精巧的星盘,其上的刻度与已知的天文体系完全不符。更引人注目的是,星盘的中心嵌着一块颜色深邃、内部似乎流动着微光的琥珀。这块琥珀,就是信中所提及的“永恒之光”吗? 第二章:船长的遗嘱与禁忌的地图 亚瑟的发现立刻引起了海军高层的关注,但他们的兴趣点明显在于利用这块“光石”来提升海军的导航优势,而非探究其历史意义。亚瑟意识到,他手中的这件物品,可能隐藏着比军事机密更重大的秘密。 为了保护星盘,他秘密联系了他唯一信任的人——一位退役的海洋生物学家兼古物学家,伊莱亚斯·范德堡教授。范德堡教授隐居在康沃尔郡的一座灯塔内,毕生致力于研究古代海洋文明的航海技术。 范德堡教授鉴定后,震惊地指出,星盘的构造类似于传说中失落的亚特兰蒂斯文明所使用的“天体同步仪”。他警告亚瑟,这件物品并非简单的导航工具,它似乎与地球磁场有着某种不稳定的共振。 随后,教授展示了他私下收集的资料:一份用鲸油浸泡过的皮质地图。这张地图标注的不是已知的陆地或岛屿,而是深海中一系列周期性出现的“水下山脉”。地图的边缘,用一种古老的腓尼基语写着一段警示:“当星盘与光芒合一时,潮汐将逆流,通往‘无影之海’的门扉将开启。” 亚瑟和教授推断,“寂静之环”并非一片海域,而是一个特定的时间窗口,只有在特定星象下,配合星盘的引导,才能穿过。他们意识到,塞拉菲娜船长并未沉没,她可能已经成功进入了这个传说中的“无影之海”。 第三章:深海的低语与幽灵船的残骸 亚瑟决定私自出海,他变卖了所有家当,雇佣了一艘名为“信天翁号”的小型捕鱼船,船长是一位经验丰富但极其迷信的渔夫——老约翰。 航行初期平静,但当他们接近地图上标记的第一个坐标点时,天气骤变。天空被一种不自然的深紫色笼罩,海水温度骤降。罗盘开始疯狂旋转,灯塔的光芒在远方变得扭曲不清。亚瑟取出星盘,琥珀开始发出微弱的脉动。 在极度的混乱中,他们遭遇了一场前所未有的现象:海面突然平静如镜,但在深处,亚瑟似乎“看”到了某种巨大的阴影在缓慢移动。随后,他们发现了一处漂浮在水面上的残骸——那是一艘巨大的、被藤壶和深海生物完全覆盖的船只,正是“赫耳墨斯号”。 船体保存异常完好,仿佛时间停止了。当亚瑟和老约翰踏上甲板时,他们闻到了一种奇怪的气味,既像腐烂的木头,又像某种未知的香料。船舱内,所有物品都井然有序,但水手们却消失得无影无踪。 在船长的舱室里,亚瑟找到了塞拉菲娜的日记。日记的后半部分字迹潦草,描述了他们如何进入“寂静之环”,以及他们发现的“无影之海”的景象:那里没有阳光,海水中漂浮着巨大的、发光的晶体结构,似乎是某种古代建筑的遗迹。 然而,日记的最后一页记载了一个可怕的转折:塞拉菲娜发现,他们并非是探索者,而是某种更古老事物的“信标”。日记中提到了一种被称为“深渊的回响”的东西,它不是生物,而是一种频率,能够引导特定的矿物(永恒之光)进入共鸣状态,从而将航行者困在那个不属于任何已知时区的海域。 第四章:共振与抉择 当亚瑟解读完日记,并将“赫耳墨斯号”的星盘与他自己的琥珀进行比对时,两个星盘产生了强烈的磁性吸引。那一刻,所有的仪器都失灵了,周围的海水开始冒出白色的蒸汽。 在蒸汽中,亚瑟仿佛看到了幻象:塞拉菲娜船长正站在他面前,但她的形象是半透明的,她用一种悲伤而空洞的眼神看着亚瑟。她低语道:“不要试图寻找出口,那不是我们能离开的地方。它在等待‘共振’的完成。” 亚瑟明白,塞拉菲娜是被困在了那片海域,而“永恒之光”和星盘构成的系统,是一个陷阱。一旦两个星盘完全融合,他们自己也会成为这个循环的一部分,永远在“无影之海”的边缘徘徊,成为指引下一批“探索者”的幽灵信标。 老约翰被眼前的景象吓坏了,他冲回“信天翁号”,发誓要立刻返航。亚瑟知道,他必须做出选择:是冒险尝试利用这股力量,追寻塞拉菲娜的足迹,还是摧毁星盘,切断这场跨越世纪的吸引力。 他环顾四周,深紫色的海面下,那巨大的阴影似乎正在缓慢上升。他抓起一块沉重的铁锤,面对着闪耀着危险光芒的琥珀,历史的诱惑与生存的本能在他心中激烈搏斗。 (故事的后续发展,将围绕亚瑟最终的选择展开,探讨人类对未知领域的探索欲与对被古老力量吞噬的恐惧之间的永恒矛盾。)