劉少軍課題組揭示雌核發育草魚中存在「父本」遺傳物質的進一步證據

雌核發育是一項重要的遺傳育種技術，已廣泛應用於魚類遺傳育種。如果雌核發育後代中能繼承「父本」遺傳物質，它們將導致更多的遺傳變異，為優良性狀的形成奠定基礎。然而，雌核發育魚中存在「父本」遺傳物質的報導較少見。

近日，Science China Life Sciences新院士專欄（From CAS & CAE Members）在發表了中國工程院劉少軍院士團隊題為「Further evidence for paternal DNA transmission in gynogenetic grasscarp」的研究論文，提供了雌核發育草魚中存在「父本」遺傳物質的進一步證據。

該團隊用滅活的錦鯉精子刺激草魚卵子，採用冷休克處理的方法使得草魚卵子染色體加倍，成功獲得了二倍體雌核發育草魚；通過對錦鯉、普通草魚、雌核發育草魚的Hox基因進行系統的比較研究，結果顯示，相比於普通草魚和錦鯉的Hox基因，雌核發育草魚中存在三種類型的HoxC6b基因結構（分別為母本特異型、父本特異型、重組型），而普通草魚和錦鯉中均只存在單一特異類型的HoxC6b基因結構。通過比較發現，母本特異型與普通草魚中HoxC6b一致，父本特異型與錦鯉中HoxC6b一致；重組型同時具備其它兩種類型的基因結構，其與父本特異型的序列相似度為92.4%，其與母本特異型的序列相似度為82.6%，為HoxC6b重組類型（圖1）；在HoxC6b重組型、HoxA4a、HoxA9a、HoxA11b中存在異於雙親的特異性突變位點。此外，雌核發育草魚中還存在與錦鯉相同的特異性DNA片段（K522)。

圖1.HoxC6b-KOC表示錦鯉的HoxC6b基因序列。HoxC6b-GGC、HoxC6b-GGC-1和HoxC6b-GGC-2表示改良雌核發育草魚中母本特異型、父本特異型、重組型三種HoxC6b基因序列。HoxC6b-GC表示普通草魚中的HoxC6b基因序列。橙色、藍色、紅色框代表PCR所用引物序列。綠色陰影部分代表起始密碼子（ATG）和終止密碼子（TGA），綠色實線表示ORF區域。紅色陰影部分代表HoxC6b-GGC-2中的核苷酸鹼基與HoxC6b-GGC-1(HoxC6b-KOC）相同；藍色陰影部分代表HoxC6b-GGC-2中的核苷酸鹼基與HoxC6b-GGC（HoxC6b-GC）相同；黃色陰影部分代表HoxC6b-GGC-2中的核苷酸鹼基與其它類型不同。

該研究結果表明，雌核發育草魚中不僅存在「父本」錦鯉的HoxC6b及特異性DNA片段，而且存在具備雙親基因結構的重組基因。這為雌核發育草魚中存在父本遺傳物質提供了進一步的分子生物學證據，同時為雌核發育後代中的「雜交效應」提供了重要依據，對魚類遺傳育種具有重要意義。

劉少軍院士課題組的毛莊文博士為該論文的第一作者，劉少軍院士為通訊作者。