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單性多倍體脊椎動(dòng)物已知可采用雌核生殖、孤雌生殖或雜種生殖繁育后代。銀鯽作為多倍體脊椎動(dòng)物的特例,已被發(fā)現(xiàn)擁有單性雌核生殖和有性生殖多重生殖方式,然而,應(yīng)答這些生殖方式的細(xì)胞和發(fā)育機(jī)制尚不清楚。
最近,中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所研究員桂建芳學(xué)科組通過(guò)β-tubulin和Spindlin共定位紡錘體示蹤卵母細(xì)胞發(fā)育、成熟、卵子受精和胚胎早期發(fā)育全過(guò)程,首次確認(rèn)銀鯽D系卵母細(xì)胞完成了正常減數(shù)分裂,其粗線期二價(jià)體數(shù)是體細(xì)胞染色體數(shù)的一半,排出了第一極體,受精后又排出了第二極體,產(chǎn)生了基因組倍性減半的卵子。DAPI染色和BrdU摻入示蹤顯示,銀鯽D系卵子當(dāng)與同一克隆雄魚(yú)的精子受精時(shí)行有性生殖,當(dāng)與異種紅鯉雄魚(yú)的精子受精時(shí)行單性雌核生殖,當(dāng)與不同克隆的雄魚(yú)精子受精時(shí)行類(lèi)雜種生殖,并發(fā)現(xiàn)這三種不同的應(yīng)答機(jī)制進(jìn)入第一次有絲分裂所需時(shí)間存有差異。該研究首次提出行單性雌核生殖和類(lèi)雜種生殖時(shí)其基因組倍性恢復(fù)可能是通過(guò)第一次有絲分裂前一次額外的內(nèi)復(fù)制所致?;谶@些發(fā)現(xiàn),論文作者們突出討論了多倍體銀鯽卵子減數(shù)分裂完成和其對(duì)不同精子應(yīng)答采用不同生殖機(jī)制的進(jìn)化意義。
該研究由博士研究生張君和孫敏(已在山西大學(xué)工作)等人完成,通訊作者為桂建芳。該研究得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)、農(nóng)業(yè)部大宗淡水魚(yú)類(lèi)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究“973”計(jì)劃等項(xiàng)目資助。相關(guān)論文Meiosis completion and various sperm responses lead to unisexual and sexual reproduction modes in one clone of polyploid Carassius gibelio 已在線發(fā)表于Scientific Reports。