二倍体泥鳅与大鳞副泥鳅及杂交F1精子结构与活力

作者：李猛; 虞炯莹; 王卫民^*

来源：水产学报, 2022, 46(01): 41-50.

• 二倍体泥鳅
• 大鳞副泥鳅
• 远缘杂交
• 计算机辅助精子活力分析系统
• 流式细胞仪
• 扫描电镜
• 透射电镜

二倍体泥鳅与大鳞副泥鳅杂交能够顺利获得杂交后代,其正反交核型都为(2n=49),但杂交后代精巢表现出明显的发育迟缓现象,杂交泥鳅自交与回交实验表明,其雄性不可育。为了解二倍体泥鳅和大鳞副泥鳅杂交F1雄性不育的原因,实验通过计算机辅助精子活力分析系统(CASA)、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、流式细胞技术分别对二倍体泥鳅(DD)、大鳞副泥鳅(PP)、其正反杂交F1(DP)和(PD) 4种泥鳅精子的形态结构与活力进行了分析。结果显示,激活30 s时,DD和PP的精子运动率分别为76.50%±0.70%和75.17%±8.60%,极显著高于DP (3.65%±1.75%)和PD (2.68%±0.63%),且杂交泥鳅的精子的平均运动速度(VAP)、平均曲线速度(VCL)、平均直线运动速度(VSL)等运动参数也极显著低于DD和PP,说明杂交泥鳅精子的活力极其低下。应用流式细胞技术对4种泥鳅精巢内细胞进行倍性鉴定,发现DD和PP精巢内大多为1N精子,而DP和PD精巢内除了正常单倍体精子外,还有大量的2N和4N以及少量的8N细胞。通过扫描电镜和透射电镜发现,DD与PP精巢内精子细胞致密、结构完整、大小均匀,其全长分别为(33.71±2.12)和(34.28±1.83)μm。而DP和PD精巢内的精子其头长显著高于DD和PP的精子,其尾长、中片长和全长皆显著低于DD和PP的精子。研究表明,杂交泥鳅的精子与正常精子相比,在精子形态和内部DNA含量方面表现出明显多态性。这可能是造成杂交泥鳅雄性不育的原因。杂交泥鳅中出现了大量的异常精子,如多尾精子、双核精子以及大头精子,根据测量,其头部大小也表现出明显的多态性,根据头部体积大小测量估算其倍性,其中有正常的精子即单倍体精子,同时有二倍体精子、四倍体精子、八倍体精子甚至更高倍性的精子。这些杂交泥鳅的异常精子为其精子活力低下以及雄性不育提供了重要证据。

• 单位
  华中农业大学