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草鱼在低氧胁迫下鳃的差异蛋白质组学及热休克诱导草鱼四倍体育种研究

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草鱼在低氧胁迫下鳃的差异蛋白质组学及热休克诱导草鱼四倍体育种...

作者：徐湛宁上海海洋大学

学位级别：硕士

草鱼(Ctenopharyngodon idella)具有快速生长,肉质肥嫩鲜美,肌间刺少等优点,在中国作为主要的淡水鱼养殖种类之一。在实际养殖过程中,因水体中的溶解氧浓度变动大,极易造成鱼类缺氧泛塘,给养殖户造成巨大的经济损失,而目前对于低氧对鱼... 详细信息

草鱼(Ctenopharyngodon idella)具有快速生长,肉质肥嫩鲜美,肌间刺少等优点,在中国作为主要的淡水鱼养殖种类之一。在实际养殖过程中,因水体中的溶解氧浓度变动大,极易造成鱼类缺氧泛塘,给养殖户造成巨大的经济损失,而目前对于低氧对鱼类成体应急反应分子机制方面的研究还十分有限。鳃作为鱼类的主要呼吸器官,在参与新陈代谢和渗透调节方面具有重要的功能,同时也是对低氧环境最为敏感的器官,低氧胁迫后鳃中很多功能基因表达会发生改变。多倍体育种技术属于染色体组工程(Genome engineering)的研究领域,四倍体草鱼不仅可以自我繁殖,还能够与二倍体草鱼杂交,快速、高效的获得三倍体草鱼,三倍体草鱼在生长速度、抗逆性以及群体产量等方面均具有明显的优势,这为鱼类遗传育种的研究开创了一种新型方法。本论文具体包括以下三方面:(一)为建立并优化草鱼鳃蛋白质组双向电泳的技术体系,实验将草鱼鳃经裂解处理后,通过固相pH梯度胶条进行一向等电聚焦和SDS聚丙烯胺凝胶垂直电泳进行蛋白分离,对不同的裂解液配方、蛋白纯化方法、IPG胶条的分离范围、上样量和染色方法等进行了探索和优化,并应用lmageMaster2D Platinum7.0软件对电泳图谱进行了分析。结果表明:采用裂解液中添加DTT来取代Tris和TBP、选择分离范围为pH4-7的IPG胶条和150μg的主动水化上样,电泳结束后对凝胶进行硝酸银染色,获得了覆盖范围广、低背景、高分辨率、适合差异蛋白分析的双向电泳参考图谱。本研究为后续进行草鱼低氧胁迫下鳃的差异蛋白质组学研究提供技术支持。(二)为探索草鱼鳃应答低氧胁迫的适应性及分子机制,并寻找起关键作用的蛋白质信息;本研究测定了草鱼的LOE并且观察了鳃组织结构变化,采用双向电泳(2-DE)结合液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术对草鱼鳃组织在低氧胁迫下差异蛋白质进行鉴定和功能分析研究。电泳图谱经lmageMaster2D Platinum7.0软件分析,低氧胁迫组获得了372±11个蛋白点,对照组获得了406±14个蛋白点,从中筛选出15个经低氧胁迫后,表达量呈显著变化的蛋白点。对15个差异蛋白点进行质谱鉴定及数据库搜索比对。结果显示:低氧胁迫后,草鱼鳃组织中的Toll样受体4、环氧化物水解酶1、异柠檬酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、GTP结合核蛋白、甘油醛-3-磷酸脱氢酶蛋白表达显著上调,而角蛋白Ⅱ型细胞骨架8、细胞角蛋白I型、肌动蛋白相关蛋白3同源物、甲状腺激素受体TRαA、线粒体ATP合酶β亚基、柠檬酸合酶、原肌球蛋白2、原肌球蛋白3蛋白表达显著下调。其中发现6个蛋白质在低氧诱导因子1信号通路中存在。结果表明草鱼鳃组织在应答低氧胁迫时涉及到能量产生、代谢、细胞结构、抗氧化、免疫、信号转导等过程,这有助于了解鱼类在应对低氧胁迫时在蛋白质水平的分子反应机制。(三)为确认热休克诱导草鱼四倍体实际生产的可行性,本研究在实验室探索出的诱导草鱼四倍体胚胎孵化期存活率相对较高的热休克条件基础上对受精卵进行处理,具体方法如下:孵化温度21±1℃时,胚胎受精后40min、42min、51min时,分别采用41°C和42°C的热休克温度处理2min。孵出的鱼苗放入大塘养殖,冬季时对热休克诱导的草鱼进行倍性检测分析其DNA相对含量。结果表明,热休克诱导只获得二倍体和三倍体草鱼,没有得到四倍体草鱼,三倍体草鱼DNA相对含量约为正常二倍体草鱼DNA相对含量的1.5倍多。本研究采用热休克法诱导处理草鱼受精卵,可以获得一定比例的三倍体草鱼,但总体比例不高,并且四倍体草鱼至今仍无法获得,可以看出热休克的方法对于草鱼四倍体的实际生产操作技术难度大,后续在进行草鱼多倍体育种研究时可以探寻新的方案,尝试其他多倍体育种的方法。

关键词：草鱼低氧胁迫鳃蛋白质双向电泳蛋白质组学质谱热休克四倍体育种

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关于同源四倍体作物育种途径和方法的探讨

中国种业 2008年第3期 37-38页

作者：罗梅赵茜罗耀武河北农业大学保定071001

该文讨论了同源四倍体高粱、葡萄等作物的细胞学特性和在育种中存在的问题,阐述了育种过程中利用杂种优势的重要性。同时对不同作物进行同源四倍体育种的难度及可能性提出了自己的见解。

关键词：同源四倍体育种途径作物细胞学特性四倍体育种杂种优势育种过程高粱

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多倍体育种是贝类细胞遗传学研究的重要

现代渔业信息 2004年第6期19卷 29-30页

作者：贝功

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四倍体小麦籽粒某些质量性状的比较

种子 1990年第4期9卷 71-73页

作者： A.SARRAFI 余天一

在6个不同的硬粒小麦基因型间作了正反交试验。其F_1杂种及它们的亲本都以3次重复、随意区段排列而种植于田间。测定了它们的一般组合力和特殊组合力,以及一般的和特殊的正反交效应对产量、蛋白质百分率、每株籽粒的蛋白质、每1000粒的... 详细信息

在6个不同的硬粒小麦基因型间作了正反交试验。其F_1杂种及它们的亲本都以3次重复、随意区段排列而种植于田间。测定了它们的一般组合力和特殊组合力,以及一般的和特殊的正反交效应对产量、蛋白质百分率、每株籽粒的蛋白质、每1000粒的蛋白质、1000粒重、十二烷硝酸钠(SDS)沉淀以及其面粉黄色指数的影响。对所研究的全部性状来说,都视察到各有显著的一般组合力和特殊组合力,但一般的和特殊的正反交效应仅对少数基因型或F_1杂种的1000粒重和每1000粒蛋白质有明显影响。所以认为,对育种工作来说要进行复合杂交。

关键词：小麦四倍体育种质量性状

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马铃薯育种技术的优化与新形势下的发展

中国马铃薯 2023年第3期37卷 265-272页

作者：李结平单友蛟国际马铃薯中心亚太中心(中国) 北京延庆102100

作为全球第三重要的主粮,马铃薯能提供比谷类粮食更加全面的人类所需营养物质,被称为“完美的食品”,优良的马铃薯品种对保障粮食安全和人类健康有重要意义。马铃薯的育种技术一直受到广泛的重视。综述论述了四倍体马铃薯传统育种的技... 详细信息

作为全球第三重要的主粮,马铃薯能提供比谷类粮食更加全面的人类所需营养物质,被称为“完美的食品”,优良的马铃薯品种对保障粮食安全和人类健康有重要意义。马铃薯的育种技术一直受到广泛的重视。综述论述了四倍体马铃薯传统育种的技术要点及优化想法,包括野生种的利用价值和导入技术手段,前育种研究的成功案例,四倍体传统育种中亲本选择、早代选择和种薯扩繁的技术要点。随着农业新技术的突破,杂交马铃薯‘优薯1号’表现出优良的农艺性状,马铃薯育种技术有了更多的发展方向。如何利用马铃薯营养繁殖、再生能力强等生物学优势,优化提升传统育种技术,如何在新的育种技术发展方向下建设配套技术,将是重要的研究课题。如何将快速发展的基因组和表型组等大数据分析技术、转基因工程技术、基因编辑技术等与马铃薯育种技术相结合,加速育种进程,高效获得目标品种是值得思考的课题。最后,综述通过成功的实例引发对马铃薯育种技术发展的思考,目的是优化当前马铃薯育种技术,加速育种进程,实现快速高效获得优良马铃薯品种,应对将来气候变化和人口增加造成的粮食短缺问题。

关键词：马铃薯四倍体育种二倍体杂交种组学技术基因编辑

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多倍体育种与珍珠养殖、研究

水产科技 2003年第5期30卷 10-10页

作者：何毛贤中国科学院南海海洋研究所广州510310

1 珍珠贝育种研究的意义珍珠是家喻户晓的高级名贵装饰品,也是医药、卫生和营养保健品的原料。中国是世界上珍珠养殖历史最悠久的国家。我国南珠的品质早已文明于国际市场。目前,珍珠养殖业已是广东、广西、海南沿海某些地区经济发展的... 详细信息

1 珍珠贝育种研究的意义珍珠是家喻户晓的高级名贵装饰品,也是医药、卫生和营养保健品的原料。中国是世界上珍珠养殖历史最悠久的国家。我国南珠的品质早已文明于国际市场。目前,珍珠养殖业已是广东、广西、海南沿海某些地区经济发展的支柱性产业。但近几年来,我国的珍珠养殖业由于科技投入不够,养殖技术落后,加之有关部门未能有效地控制、指导和计划性的发展,致使不少海区养殖密度过大、养殖环境恶化,特别是忽视了优质种苗的生产和优良品种的选育。马氏珠母贝是培育养殖珍珠的重要海洋双壳贝类。

关键词：多倍体育种珍珠养殖技术四倍体育种生长发育

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汉中冬韭

长江蔬菜 2000年第6期 24-24页

作者：雷建安陕西汉中市汉台区农技中心 723000

汉中冬韭为农家品种,栽培历史悠久,经中国蔬菜所进行生理鉴定为四倍体韭菜(其它品种为二倍体),是汉中冬韭优于其它品种的内在因素.

关键词：四倍体育种韭菜汉中冬韭特征特性栽培技术