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水生所揭示银鲫单性和有性多重生殖方式的细胞和发育机制

水生所揭示银鲫单性和有性多重生殖方式的细胞和发育机制

  单性多倍体脊椎动物已知可采用雌核生殖、孤雌生殖或杂种生殖繁育后代。银鲫作为多倍体脊椎动物的特例,已被发现拥有单性雌核生殖和有性生殖多重生殖方式,然而,应答这些生殖方式的细胞和发育机制尚不清楚。

  最近,中国科学院水生生物研究所研究员桂建芳学科组通过β-tubulinSpindlin共定位纺锤体示踪卵母细胞发育、成熟、卵子受精和胚胎早期发育全过程,首次确认银鲫D系卵母细胞完成了正常减数分裂,其粗线期二价体数是体细胞染色体数的一半,排出了第一极体,受精后又排出了第二极体,产生了基因组倍性减半的卵子。DAPI染色和幸运28BrdU掺入示踪显示,银鲫D系卵子当与同一克隆雄鱼的精子受精时行有性生殖,当与异种红鲤雄鱼的精子受精时行单性雌核生殖,当与不同克隆的雄鱼精子受精时行类杂种生殖,并发现这三种不同的应答机制进入第一次有丝分裂所需时间存有差异。该研究首次提出行单性雌核生殖和类杂种生殖时其基因组倍性恢复可能是通过第一次有丝分裂前一次额外的内复制所致。基于这些发现,论文作者们突出讨论了多倍体银鲫卵子减数分裂完成和其对不同精子应答采用不同生殖机制的进化意义。

  该研究由博士研究生张君和孙敏(已在山西大学工作)等人完成,通讯作者为桂建芳。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项、农业部大宗淡水鱼类产业技术体系和国家重点基础研究“973”计划等项目资助。相关论文Meiosis completion and various sperm responses lead to unisexual and sexual reproduction modes in one clone of polyploid Carassius gibelio 已在线发表于幸运28Scientific Reports

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