一种经过改良的自体四倍体鱼类，由雌性同源二倍体鲫鱼（♀）与自体四倍体金鱼（♂）杂交培育而成

《Aquaculture》：An improved autotetraploid fish derived from the hybridization of gynogenetic homologous diploid crucian carp (♀)?×?autotetraploid carassius auratus (♂)

本研究通过远缘杂交和孤雌生殖技术，成功培育出4nRG自异源四倍体鲤鱼新品系，并系统分析了其形态学特征、染色体倍性及生殖性能。结果表明，4nRG在精子活力、产卵量、受精率等关键生殖指标上显著优于传统4nRR自同源四倍体鱼系，为鱼类多倍体育种提供了新资源。

　　本研究探讨了一种新的四倍体鲫鱼（*Carassius auratus*）的培育方法，通过将一个由人工单倍体诱导产生的克隆杂交线（G线，2n=100）与一个稳定的四倍体鲫鱼品系（4nRR，4n=200）进行杂交，成功培育出一种改良的四倍体鲫鱼（4nRG，4n=200）。这种新型四倍体鲫鱼在形态特征、染色体数目、DNA含量以及生殖生物学特性方面均表现出显著的优越性，为多倍体育种提供了新的种质资源。

在自然界中，多倍化是一种普遍存在的现象，即一个生物体的基因组发生复制，导致染色体数目增加。多倍化在进化过程中扮演着重要角色，不仅有助于物种的适应性增强，还可能促进新的生物类型形成。在植物和动物中，多倍体的形成主要分为两种类型：自倍体（autopolyploids）和异倍体（allopolyploids）。自倍体是指来自同一物种的染色体组复制，而异倍体则是不同物种的染色体组融合。自倍体由于缺乏同源染色体配对，在减数分裂过程中容易出现异常，从而影响其生殖能力。然而，研究发现，某些自倍体鱼类如4nRR鲫鱼能够在多个世代中稳定地产生未减数的二倍体配子，这种特性使其成为多倍体育种的重要资源。

为了进一步优化四倍体鲫鱼的繁殖性能，研究者引入了一种特殊的繁殖方式——单性生殖（gynogenesis）。单性生殖是指通过特定处理手段使父本的遗传物质失活，仅保留母本的遗传信息，从而产生与母本基因型相似的后代。传统上，单性生殖的后代被认为主要是雌性个体，其基因型高度接近母本。然而，随着研究的深入，发现某些单性生殖后代可能表现出雄性表型或携带父本的某些遗传特征，这种现象被称为“异精效应”（allo-sperm effect）。在本研究中，通过连续多代的人工单性生殖技术，成功培育出G线鲫鱼，该线个体能够稳定地产生未减数的二倍体卵子，从而为后续的杂交实验提供了重要的基础。

基于G线和4nRR鲫鱼的繁殖特性，研究者进行了杂交实验，以期获得一种具有更优繁殖性能的四倍体鲫鱼。G线个体的雌性配子与4nRR鲫鱼的雄性配子结合，最终产生了4nRG鲫鱼。这一过程的关键在于G线能够产生未减数的二倍体卵子，而4nRR鲫鱼则能够提供稳定的雄性配子。通过系统分析，研究者发现4nRG鲫鱼在形态特征上与4nRR鲫鱼没有显著差异，且在染色体数目和DNA含量方面均符合四倍体的特征。此外，组织学分析表明，4nRG鲫鱼的雌雄生殖器官发育正常，能够进行正常的生殖活动。

在生殖生物学特性方面，4nRG鲫鱼表现出比4nRR鲫鱼更优异的繁殖性能。通过控制实验环境，研究者评估了4nRG鲫鱼的精子活力、性腺指数（GSI）、相对繁殖力、精液体积、受精率、孵化率以及存活率。结果显示，4nRG鲫鱼在这些指标上均优于4nRR鲫鱼，表明其具有更强的繁殖能力和更高的繁殖效率。这一发现对于多倍体鱼类的育种具有重要意义，因为它不仅提高了繁殖成功率，还为大规模生产具有优良性状的多倍体鱼种提供了可能。

在实验过程中，研究者遵循了中国动物研究的相关伦理规范。由于实验所用的鲫鱼不属于国家保护物种，因此无需获得监管机构的正式批准。所有实验鱼种均在自然池塘环境中饲养，并在实验结束后通过人道方式处理，确保实验过程的伦理合规性。此外，实验中使用的所有试剂和材料均来自正规渠道，保证了实验数据的准确性和可重复性。

在实验设计方面，研究者采用了系统化的杂交策略。首先，通过人工单性生殖技术，利用紫外线照射处理的BSB精子激活4nRR雌鱼的卵子，从而产生G线个体。随后，G线个体的卵子再次被紫外线照射处理的BSB精子激活，形成G线的后代（G2–G6）。在这一过程中，无需进行染色体加倍处理，即可稳定地获得G线个体。这表明，人工单性生殖技术不仅能够有效诱导单性后代，还能够在不依赖额外染色体加倍手段的情况下，实现多代的稳定繁殖。

接下来，研究者将G线个体与4nRR鲫鱼进行杂交，以产生4nRG鲫鱼。这一杂交过程的关键在于G线个体的雌性配子能够与4nRR鲫鱼的雄性配子结合，形成稳定的四倍体后代。通过进一步的分析，研究者发现4nRG鲫鱼在形态特征、生殖器官发育以及配子形态等方面均表现出与4nRR鲫鱼相似的特性，但其繁殖性能显著优于后者。这表明，通过将单性生殖产生的克隆个体与稳定的四倍体个体进行杂交，可以在不破坏原有遗传稳定性的前提下，提升四倍体鲫鱼的繁殖能力。

在生殖生物学特性方面，4nRG鲫鱼的精子活力、性腺指数、相对繁殖力、精液体积等指标均优于4nRR鲫鱼。这可能与4nRG鲫鱼的遗传背景有关，其基因组包含了来自G线和4nRR鲫鱼的双重遗传信息，从而在某些生理功能上表现出更优的表现。此外，4nRG鲫鱼的卵子直径与4nRR鲫鱼相似，表明其在卵子发育过程中并未受到明显的抑制，能够正常进行受精和孵化。这些发现为多倍体鱼类的繁殖优化提供了新的思路，同时也为水产养殖业中的种质资源创新提供了技术支持。

在研究意义方面，本研究不仅揭示了多倍体鲫鱼在繁殖性能上的潜在优势，还为人工单性生殖技术的应用提供了新的实验数据。通过将单性生殖产生的克隆个体与稳定的四倍体个体进行杂交，研究者成功培育出一种具有更优繁殖性能的四倍体鲫鱼，这一成果对于多倍体鱼类的育种研究具有重要的推动作用。此外，本研究还为理解鱼类多倍化过程中的遗传机制提供了新的视角，有助于进一步探索多倍体在物种进化中的作用。

在实际应用方面，4nRG鲫鱼的优良繁殖性能使其成为多倍体育种的理想种质资源。在水产养殖业中，多倍体鱼类通常具有更强的生长能力和更高的抗逆性，因此，提升其繁殖性能对于实现大规模生产具有重要意义。通过本研究的方法，不仅可以提高多倍体鱼类的繁殖效率，还能减少对传统染色体加倍技术的依赖，从而降低实验成本和操作难度。此外，4nRG鲫鱼的繁殖特性也为研究多倍体鱼类的生殖生物学提供了新的实验材料，有助于深入探讨多倍化对生殖过程的影响。

综上所述，本研究通过结合人工单性生殖技术和杂交育种策略，成功培育出一种具有更优繁殖性能的四倍体鲫鱼（4nRG）。这一成果不仅拓展了多倍体鱼类的育种方法，还为水产养殖业中的种质资源创新提供了新的思路和技术支持。未来的研究可以进一步探索4nRG鲫鱼在生长性能、抗逆性等方面的特性，以期开发出更多具有优良性状的多倍体鱼类，为水产养殖业的可持续发展贡献力量。