紫墨杂交扇贝雄性不育系的构建方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种紫墨杂交扇贝雄性不育系的构建方法及应用。该雄性不育系是不能产生有功能的精子，但其卵子能正常受精、发育，并能将其雄性不育特性遗传给后代的杂交扇贝品系，其中紫墨杂交扇贝是紫扇贝卵子与墨西哥湾扇贝精子的杂交后代。首先构建大量的子一代紫墨杂交家系，从中找到雄性不育的个体，然后用雄性不育个体的父本墨西哥湾扇贝的精子连续回交选育，直到回交后代全部为雄性不育且卵子可育，即获得紫墨杂交扇贝的雄性不育系；用雄性不育系与保持系杂交规模化生产雄性不育系亲贝，用雄性不育系亲贝与恢复系杂交规模化生产紫墨杂交扇贝商品苗种。本发明专利技术首次在动物中建立了扇贝的雄性不育系，有效克服了雌雄同体扇贝杂交中自体受精的障碍。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种紫墨杂交扇贝雄性不育系的构建方法及应用。该雄性不育系是不能产生有功能的精子，但其卵子能正常受精、发育，并能将其雄性不育特性遗传给后代的杂交扇贝品系，其中紫墨杂交扇贝是紫扇贝卵子与墨西哥湾扇贝精子的杂交后代。首先构建大量的子一代紫墨杂交家系，从中找到雄性不育的个体，然后用雄性不育个体的父本墨西哥湾扇贝的精子连续回交选育，直到回交后代全部为雄性不育且卵子可育，即获得紫墨杂交扇贝的雄性不育系；用雄性不育系与保持系杂交规模化生产雄性不育系亲贝，用雄性不育系亲贝与恢复系杂交规模化生产紫墨杂交扇贝商品苗种。本专利技术首次在动物中建立了扇贝的雄性不育系，有效克服了雌雄同体扇贝杂交中自体受精的障碍。【专利说明】紫墨杂交扇贝雄性不育系的构建方法与应用
本专利技术属于贝类育种技术--杂交扇贝商品苗种培育方法，尤其是涉及紫墨杂交扇贝(紫扇贝卵子与墨西哥湾扇贝精子的杂交后代)雄性不育系的构建方法及应用。
技术介绍
墨西哥湾扇贝(Argopecten irradians concentricus)原产于美国墨西哥湾沿岸，于上个世纪九十年代引入我国。墨西哥湾扇贝生长速度快，温度适应范围广，尤其是比较适合高温海区，抗逆性强，非常适合我国南方海域的养殖，目前是南方海域的主要扇贝养殖品种之一。但是由于引进后长期近交，墨西哥湾扇贝在养殖过程中种质退化严重，表现为商品贝规格越来越小，育苗养殖过程中死亡率较高，因此扇贝养殖业迫切需要对墨西哥湾扇贝进行遗传改良，其中杂交育种是最有效的种质改良方法之一。 为此,专利技术人自2007年首次从秘鲁引进了紫扇贝(Argopecten purpuratus)。紫扇贝是原产于南太平洋的一种速生型中型扇贝，与墨西哥湾扇贝都属于Argopecten属，染色体数相同，且都是雌雄同体，但二者在个体大小、生长和温度适应性等方面性状互补。因此专利技术人又通过将紫扇贝与墨西哥湾扇贝进行种间杂交，培养出正交(紫扇贝卵子和墨西哥湾扇贝精子受精)和反交(墨西哥湾扇贝卵子和紫扇贝精子受精)两种杂交子一代。杂交子一代的个体重比同期培育的墨西哥湾扇贝提高72-85%，显示出巨大的产业潜力(南乐红等，2012.紫扇贝和墨西哥湾扇贝种间杂交的初步研究。中国农学通报，28:131-135)。 上述杂交子一代虽然可以产生较大的杂种优势，但是要大面积推广仍存在着较大的困难，这是因为墨西哥湾扇贝和紫扇贝都是雌雄同体的扇贝，繁殖时同时排放精子和卵子，排放的卵子容易受到同种精子的污染，难以大量获得未受精卵用于种间杂交，从而导致所获得的商品苗种中真正的杂交后代比例大大降低，因而使其产量的提高幅度大大受限。 研究发现，上述两种Argopecten扇贝的雌雄同体特性与许多农作物的雌雄同株特性相似。在雌雄同株的农作物育种中也存在着同花授粉的问题，需要人工去雄，这一点与紫扇贝与墨西哥湾扇贝杂交过程中遇到的自体受精问题相似。农业上解决这个问题的关键依赖于雄性不育植株的发现，利用雄性不育株与其父本连续回交，就可以选育出雄性不育系、保持系和恢复系，以此来构建农作物育种中的三系配套育种体系，实现杂交种的大规模生产，从而解决杂交制种难题。迄今为止，国内外已经在众多的农作物中建立了三系配套育种体系，并广泛应用于杂交种的生产中，成为大幅度提高农作物产量的主要途径。 但是在动物育种中，国内外迄今为止尚无发现雄性不育且雌性可育个体的报道，因而也无法建立类似于农作物的雄性不育系、保持系和恢复系，用于杂交育种。显然，如果在动物育种中能够构建起类似的包括雄性不育系、保持系和恢复系的二系配套育种体系，也就可以实现雌雄同体型动物的低成本、规模化种间杂交，提高杂交效率，提高育种动物的抗逆性和产量，从而实现动物育种技术的重大突破。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现在动物育种中，具体地说是在雌雄同体型扇贝中首次建立紫墨杂交扇贝雄性不育系的构建方法，以克服现有杂交扇贝育种技术的不足。 本专利技术的另一目的是利用上述雄性不育系与保持系杂交建立大规模、低成本生产紫墨杂交扇贝雄性不育系种贝的应用方法。 本专利技术的第三个目的是用雄性不育系与恢复系杂交建立大规模、低成本生产紫墨杂交扇贝商品苗种的应用方法。 上述的三系是指扇贝雄性不育系及其保持系和恢复系。其中的雄性不育系是雄性性腺发育不正常，不能产生有功能的精子，但其卵子发育正常，能接受正常精子而受精，并能将其雄性不育特性遗传给后代的品系。显然雄性不育系是三系配套体系中的核心品系，其主要作用是在杂交苗种商业化生产中提供大量的未受精卵子，同时其繁育依赖于与其配套的保持系。雄性不育系是利用偶然发现的雄性不育且卵子可育的个体与其父本连续回交建立回交家系，当回交家系的所有个体均为雄性不育且卵子可育时所获得的杂交扇贝品系O 上述的保持系又称雄性不育系保持系，当作为父本与雄性不育系杂交时，能使子一代保持雄性不育特性，保持系的主要作用是提供雄性不育系繁育所必需的精子。保持系是通过用墨西哥湾扇贝与雄性不育个体不断回交，当回交后代全部表现为雄性不育且卵子可育时所获得的墨西哥湾扇贝品系。保持系是能够正常繁育的雌雄同体品系，可以通过自交繁育下一代保持系。 恢复系又称雄性不育系恢复系，用它的精子给雄性不育系的卵子受精后，所产生的杂交后代雌性和雄性育性均恢复正常。因此，在动物育种中，恢复系的作用是提供精子与雄性不育系的卵子受精，以实现优良杂交扇贝商品苗种的培育。恢复系是通过用墨西哥湾扇贝与雄性不育系种贝连续回交，当回交后代全部表现为雌雄同体时所获得的墨西哥湾扇贝品系。恢复系是能够正常繁育的雌雄同体品系，可以通过自交繁育下一代恢复系。 本专利技术基于以下构思和实践:1)专利技术人研究发现了紫墨杂交扇贝(紫扇贝卵子与墨西哥湾扇贝精子的杂交后代)子一代中存在5-8%的雄性不育个体，这些个体不产生有活性的精子，但其卵子可以被墨西哥湾扇贝的精子受精，且所获得的受精卵能够正常发育，即获得了回交扇贝；2)研究进一步发现，由此获得的回交扇贝性腺成熟后约有8%的个体仍为雄性不育且其卵子可被墨西哥湾扇贝精子受精，因此只要将上述雄性不育个体的卵子与父本墨西哥湾扇贝自交后代的精子连续多代回交，就能选育出后代全部为雄性不育且卵子可育的雄性不育系(母本)_墨西哥湾扇贝(父本)组合，该组合中的墨西哥湾扇贝品系具有使相应的雄性不育系的后代仍保持雄性不育特性的能力，即获得紫墨杂交扇贝的雄性不育系和该雄性不育系的保持系；3)研究还发现，用墨西哥湾扇贝精子与紫墨杂交扇贝中雄性不育个体的卵子回交所培育的回交扇贝养成后约92%个体仍表现为雌雄同体，因此可以通过建立多个回交家系并进行配合力测验的方法，选育出其后代全部为雌雄同体且性状优良的雄性不育系(母本)_墨西哥湾扇贝(父本)组合，这个组合中的墨西哥湾扇贝品系具有使雄性不育系恢复雄性育性的能力，即获得紫墨杂交扇贝雄性不育系的恢复系；4)应用紫墨杂交扇贝雄性不育系与相应的保持系杂交可以大规模生产雄性不育且卵子可育的种贝；通过将这些雄性不育系种贝与相应的恢复系的精子杂交，能实现方便、高效、规模化生产紫墨杂交扇贝商品苗种，且所获得的杂交扇贝商品苗种在生长、个体大小和温度耐受性方面具有显著的优势。 本专利技术的紫墨杂交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫墨杂交扇贝雄性不育系，其特征在于，该雄性不育系是不能产生有功能的精子，但其卵子能正常受精、发育，并能将其雄性不育特性遗传给后代的杂交扇贝品系，其中紫墨杂交扇贝是紫扇贝卵子与墨西哥湾扇贝精子的杂交后代。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王春德，孙奎府，马斌，
申请(专利权)人：青岛海弘达生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37