來自 Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (DF)、圣保羅農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)秘書處 (SAA) 的 Instituto de Pesca da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (IP-APTA) 的科學家們完成了二十年的研究工作，得出了使用誘導雌核發(fā)生技術(shù)產(chǎn)生虹鱒（Oncorhynchus mykiss）克隆譜系的證明。他們評估了標準熱休克方案在使用來自巴西本地適應品系的雌性虹鱒魚克隆生產(chǎn)中的效率。
什么是雌核發(fā)生？
雌核發(fā)生是無性繁殖的一種形式，其中后代由基因滅活的精子受精的卵子發(fā)育而來。從本質(zhì)上講，這會產(chǎn)生與母親基因相同的后代。
參與起草這篇文章的 Embrapa 研究人員之一亞歷山大·羅德里格斯·卡埃塔諾 (Alexandre Rodrigues Caetano) 表示，雌核發(fā)育是一種可以在實驗室誘導的自然克隆?！霸摲椒ㄊ窃?20 世紀 60 年代開發(fā)的，涉及通過熱沖擊或壓力沖擊來操縱胚胎發(fā)育。在這個過程中，胚胎的發(fā)育沒有男性遺傳的貢獻，”研究人員解釋道。
為了實現(xiàn)這種誘導克隆，男性精子通過紫外線照射進行基因失活。用這種材料使（單倍體）雌性卵受精后，對胚胎施加熱沖擊以阻止第一次細胞分裂，從而將胚胎轉(zhuǎn)變?yōu)槎扼w。從那時起，它將完全利用母系遺傳物質(zhì)發(fā)育，從而產(chǎn)生一個完整的純合個體，經(jīng)過隨后的雌核發(fā)育繁殖，將產(chǎn)生克隆譜系。
“這項技術(shù)產(chǎn)生的虹鱒魚克隆品系可用于免疫學、動物健康和營養(yǎng)學的某些高級研究，在這些研究中擁有具有相同遺傳物質(zhì)的動物是很有趣的，”卡埃塔諾解釋道。他強調(diào)說，還可以開發(fā)出兩個具有特定特征的克隆品系，并將它們雜交以產(chǎn)生能夠以更高的生產(chǎn)率收獲的魚。換句話說，具有選定特征的相同后代。
熱沖擊的扭曲
巴西的研究采用熱休克來操縱雌核胚胎的細胞分裂過程。通過在特定階段施加熱量，研究人員能夠創(chuàng)造出兩種類型的雌核發(fā)育后代：
減數(shù)分裂雌核發(fā)生（G-Me）：這種方法阻止第二極體的擠出，產(chǎn)生與母親遺傳相同的二倍體胚胎（兩組染色體）。
有絲分裂雌核發(fā)生 (G-Mi)：在此，熱休克抑制第一次細胞分裂，產(chǎn)生四倍體胚胎（四組染色體）。然后，該四倍體經(jīng)歷染色體還原，成為具有完全純合基因組（每條染色體的相同副本）的二倍體。
結(jié)果
該研究比較了接受不同治療的胚胎的存活率：
與正常二倍體對照相比，熱休克的雌核發(fā)生（G-Me 和 G-Mi）顯示出較低的存活率。
然而，減數(shù)分裂雌核發(fā)生（FG）產(chǎn)生的雌性產(chǎn)生的G-Me和G-Mi后代的存活率明顯高于傳統(tǒng)繁殖雌性（FC）產(chǎn)生的后代。
研究人員成功建立了 100% 克隆的有絲分裂雌核發(fā)育系，這意味著所有個體在基因上都是相同的。
對虹鱒魚養(yǎng)殖的意義
這項研究證明了熱休克誘導的雌核發(fā)育有可能產(chǎn)生遺傳均一的虹鱒魚品系。這些克隆具有以下幾個優(yōu)點：
增強抗病性：可以繁殖具有理想抗病性狀的克隆，從而產(chǎn)生更健康的魚類種群。
更快的生長速度：選擇性育種具有優(yōu)異生長性能的克隆可以加快生產(chǎn)周期。
提高均勻性：克隆可確保產(chǎn)品在尺寸、風味和其他所需特性方面質(zhì)量一致。
“去年，我們使用 TrutaPLUS 工具（Embrapa 的 AquaPLUS 平臺提供的另一個工具）分析了該國的各種虹鱒魚材料。其中包括通過 IP-APTA-SAA 開發(fā)的克隆譜系，并使用 SNP 標記進行分析。由此，我們能夠確認通過誘導雌核發(fā)育獲得的譜系確實是克隆譜系，這是發(fā)表科學文章的必要條件，” Caetano 指出。
IP-APTA-SAA Núcleo Regional de Pesquisa em Salmonicultura Dr. Ascanio de Faria 的研究員 Yara Aiko Tabata 強調(diào)，該中心旨在通過研究和技術(shù)傳播來促進鱒魚養(yǎng)殖。“這些研究的部分成果以產(chǎn)品和工藝的形式轉(zhuǎn)移給鱒魚養(yǎng)殖者，例如含胚卵和單性魚種、三倍體、鱒魚子魚子醬等， ”Tabata 解釋道。
結(jié)論
熱沖擊引起的雌核發(fā)育為虹鱒魚水產(chǎn)養(yǎng)殖的重大進步打開了大門。生產(chǎn)者可以通過創(chuàng)建具有所需性狀的基因一致的品系來優(yōu)化生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這項研究為進一步探索其他魚類的雌核發(fā)育技術(shù)鋪平了道路，有可能徹底改變水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。
AquaPLUS 讓生產(chǎn)者的生活更輕松
TrutaPLUS 工具可防止近親繁殖（相關(guān)動物之間），這種近親繁殖可能導致后代出現(xiàn)遺傳問題，并且還可以識別最合適的飼養(yǎng)者，產(chǎn)生性能更好的后代。這項開創(chuàng)性的研究還產(chǎn)生了有關(guān)巴西虹鱒魚遺傳結(jié)構(gòu)的信息。該技術(shù)是利用聯(lián)邦區(qū)基金會 (FAP-DF) 和 Embrapa 本身的資源開發(fā)的。
該工具允許獲得簡單、低成本、實用和創(chuàng)新的解決方案，能夠促進物種的鑒定、管理和遺傳改良，正如 AquaPLUS 平臺推出以來所發(fā)生的那樣，該平臺匯集了與遺傳學相關(guān)的工具，用于物種的鑒定、管理和遺傳改良。水產(chǎn)養(yǎng)殖物種種群和飼養(yǎng)者分析。
通過平臺上提供的服務，可以確定水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的種畜是否具有一定程度的相關(guān)性。它還揭示了它們是純種還是雜交種（由與另一個物種雜交產(chǎn)生的），從而可以指導育肥魚種的育種以及種質(zhì)的替換、交換和貿(mào)易，從而降低生產(chǎn)力損失。
