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學點知識 | 有哪些農業上的事實,沒有一定農學知識的人不會相信?



題圖:全景網


有哪些農業上的事實,沒有一定農學知識的人不會相信?


知友:邊牧

(300+ 贊同)


   


你吃到的羅非魚 95% 都是小哥哥 (??????) ?

許多水生動物雌雄之間生長速度有著明顯差異——羅非魚、沼蝦、河蟹等雄性生長速度快於雌性,鯉魚、鰻魚、對蝦等雌性生長速度快於雄性。


同批卵出生的不同性別的羅非魚在生長速度上存在顯著差異

發現這一現象的水生物學者們自然是展開了思考:既然生長速度會隨性別的不同產生差異,那麼如果我們能夠控制養殖生物的性別,豈不是就可以提高養殖效益,在單位時間內提供更多的食物了呢?

答案顯而易見,是的。

於是乎學者們展開了一系列有關水生物後代性別控制的研究,羅非魚作為一種為亞非拉發展中國家帶來大量優質蛋白且受人為性別控制效果拔群的養殖品種,今天咱就講一講羅非魚的性別控制及單性別繁殖。

羅非魚(T. mossambica,英文里統稱 Tilapia),俗稱非洲鯽魚、非洲仔(……)、南洋鯽、福壽魚等等,原產於非洲莫三比克等地,是世界水產業的重點科研培養的淡水養殖魚類,被譽為未來動物性蛋白質的主要來源之一。


羅非魚原產地莫三比克

魚類性別的人工控制主要採用以下幾種方法:種間雜交、三系配套技術、激素處理、人工誘導孤核發育、魚類不育處理。

(敲黑板,推了推並不存在的眼鏡)

1. 種間雜交

首先啊,我們以奧尼羅非魚為例講一下通過種間雜交產生全雄後代,在這之前我們要認識兩個符號,♂(雄性)and ♀(雌性)。

學過中學生物的知友們都知道,人的性別也是由性染色體控制的,女性 ♀ 性染色體為 XX,男性 ♂ 為 XY,作為人類的超遠房親戚,羅非魚的性別控制主要由性染色體決定,但常染色體及環境也對性別表現起著微小的影響。

與人類不同的是,羅非魚不同品種中存在著 ZW♀-ZZ♂ 以及 XX♀-XY♂ 兩種性染色體類型。

水生物遺傳育種學者利用羅非魚這一特性,利用種間雜交令後代全部都是雄性,我們稱作「全雄魚」。學者們將性染色體為 ZZ 的雄性與 XX 的雌性雜交,得到後代性染色體型全部為 XZ 表現為 100% 雄性的個體。

不過之前說過,羅非魚的性別表現也受常染色體以及環境因素的影響,實踐當中,約有 90% 的雜交後代是雄性,其餘在生理上表現為雌性。有趣的是,學者們驚喜地發現,雜交出來的 XZ 雄性子代有著比母代 XY♂ 和 ZZ♂ 更優秀的生長性能。

以夏德全(1938-2005)院士培育出的奧尼羅非魚為例,奧尼羅非魚就是將美洲的奧利亞羅非魚 ♂ 與非洲的尼羅羅非魚 ♀ 雜交獲得,經統計表明奧尼羅非魚雄性率達到 90% 以上,生長速度比父親奧利亞羅非魚快 17-72%,比母親尼羅羅非魚快 11-24%,且具有更強的抗病力和抗寒力。

夏德全院士是我國種間雜交控制子代性別提高羅非魚生長性能第一人。


自上而下,尼羅羅非魚、奧利亞羅非魚、奧尼羅非魚

奧尼羅非魚的名字也好理解,把爸爸媽媽名字的第一個字湊一起就是啦。


夏德全院士

2. 三系配套技術

繼種間雜交技術培育全雄後代後,學者們又在此基礎上創造出三系配套技術繁殖全雄後代。

在講三系配套技術之前,我們首先要講明白三個專業名詞:原系、轉化系、雄性純合系。

原系:自然群體中未經性別轉化的魚,即性染色體為 XY 生理結構上也表現為雄性的雄性和性染色體為 XX 生理結構上也表現為雌性的雌性。

轉化系:性染色體為 XY 的雄魚被人類使用雌激素誘導性轉化為生理結構上表現為雌性但性染色體依舊為 XY 的表型雌魚(葯娘???),轉化系可以與原系交配並繁衍出後代。

雄性純合系:通過原系 XY♂ 與轉化系 XY♂ 交配獲得的 YY♂。雄性純合系也叫超雄魚(看,我的 Y 染色體有兩隻欸,雙倍份的 man(//?//)),超雄魚生理結構上表現為雄性。

簡言之,三系配套技術就是將「直魚」與「葯魚」放在一起攪基,啪出超雄魚。

說起這個,雌性羅非魚為了保護子代,會將產出的卵吸入口中孵化,在三系配套技術應用中,這一過程由轉化系魚進行。

超雄魚再與正常的 XX 雌魚交配,他們的後代自然都是雄性啦 (??????) ?,通過三系配套技術獲得的後代,雄性率比種間雜交法更高,在 95% 左右。

當然,轉化系的培育、通過測交法篩選超雄魚,再用轉化系超雄魚與原系超雄魚交配產生大量超雄魚等流程,在此我就不贅述了 _(:з」∠)_


大量產生超雄魚的流程

3. 激素誘導法

其實這種方法在三系配套技術原系向轉化系的轉化過程中已經應用上了,算是早期人為控制魚體性別的方法之一,但由於不能大量投入生產以及成本高早已被高密度養殖業所擯棄。

魚類早期生殖腺具有很強的可塑性,受環境、遺傳、人為因素影響可以朝兩性傾斜發育,這是激素誘導法成功應用的前提。

性類固醇激素對魚性腺的影響是顯著的,在幼魚尚未產生性別分化的時期利用激素對幼魚進行激素介入能夠高效誘導魚性別的改變。當然,被激素誘導發生性反轉的魚只在生理上表現為性反轉之後的性別,即所改變的是生理型,基因型並不發生改變。

常見的激素處理方法有激素浸泡、注射、硅膠管移植法、飼料添加法。最常用的是飼料添加法。

由於魚類性腺發育越早可塑性越強,所以激素誘導宜早不宜遲,變性要從娃娃抓起。

4. 人工誘導孤核發育

簡言之就是將雄魚的小蝌蚪經過輻射處理後再與雌魚的卵細胞結合,在這種發育方式中,小蝌蚪雖然進入並激活了卵細胞但是本身的細胞核(內含遺傳物質,遺傳物質中決定性別的性染色體)很快就會消失,我們把這種現象稱作假受精。

被激活的卵細胞繼續發育,成長為絕大部分遺傳物質(尤其是性染色體)來自母親的子代個體。理論上 ZW♀ 後代中就會有大量 ZZ♂ 個體產生。

然而現實往往沒有想像般美好,由於缺少了來自父親的一套染色體,被激活的卵細胞往往發育成只含有母方一半染色體的單倍體,這樣的仔魚成活率極低,能活到性成熟的可以說是鳳毛麟角。

誘導孤核發育形成二倍體,依然是孤核發育應用於養殖生產中最難邁過的一道坎。

5. 魚類不育處理

魚類進入受精繁殖期後,生長停滯,大部分能量用於性腺發育上,諸多魚種平均下來,性發育成熟的雌魚卵巢重量佔全魚體重的 1/4 左右。

有些魚類,例如鮭魚、虹鱒等雌性個體性成熟後死亡率升高、生長率降低,對可食部產出有著負面影響,為了消除性發育帶來生產上的不良影響,人們往往對受性發育負面影響的魚類採取不育處理。

方法主要有激素不育、外科閹割、人工誘導三倍體等等。激素不育主要利用性激素干擾性腺發育,外科閹割在魚類上作用較少,本汪明天抽時間講一下人工誘導三倍體。



不育處理提高生產性能這一方法,在畜牧養殖業早已成熟,閹豬肉更多、閹牛力更大,閹貓肥又黏……


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