段志军 易永春
在家蚕养殖中,雄蚕食桑量少,吐丝早,出丝率高,丝的质量也较高,因此经济价值明显高于雌蚕。所以在生产实践中,家蚕养殖户都希望能早点选出雄蚕,从而提高经济效益。体壁透明的蚕称为油蚕。标准型家蚕之所以不透明,是真皮细胞中含有大量尿酸结晶的缘故。各种油蚕的透明程度不同,其透明度取决于真皮细胞中尿酸结晶量的减少程度。因为油质透明基因(t)和正常基因(T)都位于z染色体上,所以在家蚕的雄性选育中,可以选择雄性油质透明的家蚕和雌性体色正常的家蚕杂交。F1中,正常体色的个体都是雄性个体,而油质透明个体都是雌性个体。
那么对家蚕的雄性选育还有哪些方法?这些方法所依据的遗传学原理是怎样的呢?
1、性连锁平衡致死技术
性连锁遗传原理在家蚕雄性选育上经常被应用到。性连锁平衡致死也是一个家蚕雄性选育经常用到的技术。科研人员利用辐射可以诱发一系列位于z染色体上的隐性致死基因。若一雄蚕个体的2条z染色体各携带一个隐性致死基因,这两个隐性致死基因不等位,并且各有相对应的正常基因位于另一条染色体上,称作反序杂合或变换序列。这种持有不等位平衡致死基因的雄蚕是有活力的。它与普通雌蚕杂交,则子代雌蚕必定因为z染色体上携带一个致死基因而死于胚胎,孵化的全是雄蚕,可以实现雄蚕选育的目的。
2、限性遗传技术
在家蚕的w染色体上,除雌性决定基因外,未发现其他性状的基因,但当含有显性性状基因的其他染色体片段易位到w染色体上时,其性状的遗传必表现由雌传雌的现象,称限性遗传。例如家蚕第二染色体上的普通斑、黄血、黄茧,第三染色体上的虎斑,第十染色体上的黑卵等显性基因,通过射线照射的方法使之分别易位到w染色体上时,这种具有易位w染色体的雌蚕与具有其相对隐性基因的雄蚕交配时,其子代雌均呈显性,如普通斑或虎斑等;而雄则均现其相对的隐性性状,没有斑纹。因此,凡具有上述显性性状的均为雌河据以鉴别雌雄,便于杂交蚕种生产。为防止易位的染色体过剩,造成蚕体虚弱和雌蚕丝茧量变劣,可对此系统用x线照射,使易位的染色体尽量减小到不影响其生理的程度。限性遗传与伴性遗传的区别在于伴性基因位置在z染色体上,而限性基因则必须与w染色体的行为一致。
3、双精雄核发育技术
科研人员用80~90千拉特x射线照射未交配的雌蛾(卵母细胞),再与雄蛾交配后在第二成熟分裂前期(23℃下是产卵后70 min)进行热处理,即把卵放在40%中120~135 min。家蚕是多精入卵的生物,一化性品种平均有2~3个精子同时进入一粒卵中。这时给以热处理,使卵内雌性原核处于“昏迷”状态,退行到卵边缘部分。两个雄性原核便“融合”而“受精”。如果x射线照射过的雌性原核同雄性原核融合,形成的合子没有生活力则死于胚胎期。所以,这种情况下产生的100%是双精雄核发育的雄蚕。技术熟练可以有高达20%~30%的处理卵成为双精雄核发育的雄蚕。
4、温敏致死技术
伴性赤蚁品种具有催青期高温干燥敏感性,催青时采用高温干燥(30℃,相对湿度60%)条件,雄蚕孵化率达96.73%,雌蚕孵化率仅为3.27%,基本上达到饲养雄蚕的目的。利用伴性赤蚁品种作父本与普通蚕品种杂交,其F1代的蚕卵仍具有高温催青敏感性,这是控制桑蚕性别实现雄蚕饲养的一条新途径。
茧丝业一直是我国的传统优势产业,而家蚕雄性选育对于提高蚕丝产量和品质意义重大。我国科研工作者在家蚕性别控制这一领域不断钻研,成果斐然。从2003年起,我国学者在家蚕基因组研究方面不断取得突破,连续在《自然》杂志上发表研究成果。科研人员通过对家蚕基因组的分析,在家蚕性别控制网络中,获得了参与性别调控的关键基因,为阐明家蚕性别决定机理和实现性别人为控制打下基础。