所謂雌核生殖指在沒(méi)有精子的情況下使卵子發(fā)育成個(gè)體。雌核生殖俗稱假受精,意指精子雖能正常地鉆入和激活卵細(xì)胞,但精子的細(xì)胞核并未參與卵細(xì)胞的發(fā)育,使精子產(chǎn)生這種變化的誘變劑,可以是某些自然因子,也可以是某些實(shí)驗(yàn)因子。從遺傳學(xué)角度看,雌核生殖相似于單性生殖。從克隆的角度來(lái)看,雌核生殖是一種無(wú)性克隆技術(shù)。
自然界里,人們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)在一些無(wú)脊椎動(dòng)物中存在雌核生殖。人工誘導(dǎo)雌核生殖,一方面必須首先使精子染色體失活,另一方面還得保持精子穿透和激活卵細(xì)胞啟動(dòng)發(fā)育的能力。早在1911年,赫特威氏就第一個(gè)成功地人工消除了精子染色體的活性。他在兩棲類研究中,利用輻射能對(duì)精子進(jìn)行處理時(shí)發(fā)現(xiàn):在適當(dāng)?shù)母咻椛鋭┝肯,能?dǎo)致精子染色體完全失活,精子雖然能穿入卵細(xì)胞內(nèi),卻只能起到激活卵細(xì)胞啟動(dòng)發(fā)育的作用,而不能和卵細(xì)胞結(jié)合,所以精子在這里只是起到了刺激卵細(xì)胞發(fā)育的作用,成為科學(xué)家手中的犧牲品。
我國(guó)卓越的胚胎生物學(xué)家朱洗,利用針刺注血法,在癩蛤蟆離體產(chǎn)出的無(wú)膜卵細(xì)胞上,進(jìn)行了人工單性發(fā)育的研究,并獲得世界上第一批沒(méi)有“外祖父的癩蛤蟆個(gè)體”,證明了人工單性生殖的子裔是能夠傳種接代的。
凡雌核生殖的個(gè)體,都具有純母系的單倍體染色體。因此,雌核生殖的生命力,依賴于卵細(xì)胞染色體的二倍體化。在一些天然的雌核生殖過(guò)程中,是由于卵母細(xì)胞的進(jìn)一步成熟分裂通常受到限制,染色體數(shù)目減半受阻,而使雌核生殖個(gè)體成為二倍體。所以人為地阻止卵母細(xì)胞分裂,均有可能使雌核二倍體化發(fā)育。
在兩棲類、魚(yú)類和哺乳類動(dòng)物中,生物學(xué)家們?cè)缫验_(kāi)展人工誘導(dǎo)雌核生殖技術(shù)的研究?偟恼f(shuō)來(lái),要達(dá)到實(shí)驗(yàn)性二倍體雌核生殖,必須解決兩個(gè)最主要的問(wèn)題,第一是人為地使精細(xì)胞的遺傳物質(zhì)失活;第二是阻止雌性個(gè)體染色體數(shù)目的減少。
雌核生殖的鑒別:經(jīng)人工或自然誘導(dǎo)的雌核生殖個(gè)體,經(jīng)作一定的鑒定,以證明它確屬雌核生殖的個(gè)體。換句話說(shuō),應(yīng)證明精子在胚胎發(fā)育中確實(shí)沒(méi)有在遺傳方面作出貢獻(xiàn)。鑒別雌核生殖的個(gè)體,通常以顏色、形態(tài)和生化等方面的指標(biāo)為根據(jù)。通過(guò)細(xì)胞學(xué)的研究,無(wú)疑更能精確地判別雌核生殖。若是雌核生殖,其囊胚細(xì)胞中只出現(xiàn)一套來(lái)自雌核的染色體。 否則,雌核和雄核染色體各占一半,得到的是雜交種。近年來(lái),還運(yùn)用了遺傳標(biāo)志的方法,來(lái)鑒別雌核生殖的二倍體化。
雌核生殖具有產(chǎn)生單性種群的能力。在同型雌性配子的品種中,雌核生殖產(chǎn)生的所有后代,都應(yīng)該是雌性個(gè)體(XX);而在異型雌性配子(X或Y)的品種中,雌核生殖的后代,可能是雌性個(gè)體,也可能是雄性個(gè)體。
在人工誘導(dǎo)雌核生殖過(guò)程中,由于使精子染色體失活的處理,往往會(huì)導(dǎo)致基因突變。在兩棲類和魚(yú)類的發(fā)育中,即出現(xiàn)胚胎早期的死亡現(xiàn)象。故有人稱之為“外源精子致死效應(yīng)”。顯然這種引起個(gè)體死亡的基因突變,屬隱性致死突變型。致死效應(yīng)決定于隱性致死突變基因在兩個(gè)同源染色體上的狀態(tài),如果呈現(xiàn)相同等位基因情況,個(gè)體發(fā)育到胚胎早期就會(huì)死亡。因此,雄核發(fā)育有可能為遺傳學(xué)研究提供某些致死突變種的生物品系,成為個(gè)體發(fā)育研究和遺 傳育種實(shí)踐的好材料。
雌核生殖的研究,自20世紀(jì)初以來(lái),雖有某些方面的突破。但從目前的研究狀況來(lái)看,不能不說(shuō)它的進(jìn)展還是比較緩慢的。尚存在許多薄弱環(huán)節(jié),有待進(jìn)一步解決。盡管如此,近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在這方面的研究仍取得不少成就。在人工誘導(dǎo)雌核生殖的魚(yú)中,獲得了能夠正常受精的雌性個(gè)體,并成功地得到了人工雌核生殖的第二代和第三代。我國(guó)在鯉魚(yú)等品種上,在人工誘導(dǎo)雌核生殖和建立純系方面也已獲得成功。所以說(shuō),人工雌核生殖的技術(shù)和方法正在不斷發(fā)展和日臻完善,預(yù)計(jì)作為細(xì)胞工程學(xué)手段之一,將有可能對(duì)解決遺傳改良和生殖控制等關(guān)鍵性問(wèn)題作出貢獻(xiàn),而在按照人們的意愿改造和創(chuàng)新生命的進(jìn)程中,將具有無(wú)可置疑的前景。
自然界里,人們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)在一些無(wú)脊椎動(dòng)物中存在雌核生殖。人工誘導(dǎo)雌核生殖,一方面必須首先使精子染色體失活,另一方面還得保持精子穿透和激活卵細(xì)胞啟動(dòng)發(fā)育的能力。早在1911年,赫特威氏就第一個(gè)成功地人工消除了精子染色體的活性。他在兩棲類研究中,利用輻射能對(duì)精子進(jìn)行處理時(shí)發(fā)現(xiàn):在適當(dāng)?shù)母咻椛鋭┝肯,能?dǎo)致精子染色體完全失活,精子雖然能穿入卵細(xì)胞內(nèi),卻只能起到激活卵細(xì)胞啟動(dòng)發(fā)育的作用,而不能和卵細(xì)胞結(jié)合,所以精子在這里只是起到了刺激卵細(xì)胞發(fā)育的作用,成為科學(xué)家手中的犧牲品。
我國(guó)卓越的胚胎生物學(xué)家朱洗,利用針刺注血法,在癩蛤蟆離體產(chǎn)出的無(wú)膜卵細(xì)胞上,進(jìn)行了人工單性發(fā)育的研究,并獲得世界上第一批沒(méi)有“外祖父的癩蛤蟆個(gè)體”,證明了人工單性生殖的子裔是能夠傳種接代的。
凡雌核生殖的個(gè)體,都具有純母系的單倍體染色體。因此,雌核生殖的生命力,依賴于卵細(xì)胞染色體的二倍體化。在一些天然的雌核生殖過(guò)程中,是由于卵母細(xì)胞的進(jìn)一步成熟分裂通常受到限制,染色體數(shù)目減半受阻,而使雌核生殖個(gè)體成為二倍體。所以人為地阻止卵母細(xì)胞分裂,均有可能使雌核二倍體化發(fā)育。
在兩棲類、魚(yú)類和哺乳類動(dòng)物中,生物學(xué)家們?cè)缫验_(kāi)展人工誘導(dǎo)雌核生殖技術(shù)的研究?偟恼f(shuō)來(lái),要達(dá)到實(shí)驗(yàn)性二倍體雌核生殖,必須解決兩個(gè)最主要的問(wèn)題,第一是人為地使精細(xì)胞的遺傳物質(zhì)失活;第二是阻止雌性個(gè)體染色體數(shù)目的減少。
雌核生殖的鑒別:經(jīng)人工或自然誘導(dǎo)的雌核生殖個(gè)體,經(jīng)作一定的鑒定,以證明它確屬雌核生殖的個(gè)體。換句話說(shuō),應(yīng)證明精子在胚胎發(fā)育中確實(shí)沒(méi)有在遺傳方面作出貢獻(xiàn)。鑒別雌核生殖的個(gè)體,通常以顏色、形態(tài)和生化等方面的指標(biāo)為根據(jù)。通過(guò)細(xì)胞學(xué)的研究,無(wú)疑更能精確地判別雌核生殖。若是雌核生殖,其囊胚細(xì)胞中只出現(xiàn)一套來(lái)自雌核的染色體。 否則,雌核和雄核染色體各占一半,得到的是雜交種。近年來(lái),還運(yùn)用了遺傳標(biāo)志的方法,來(lái)鑒別雌核生殖的二倍體化。
雌核生殖具有產(chǎn)生單性種群的能力。在同型雌性配子的品種中,雌核生殖產(chǎn)生的所有后代,都應(yīng)該是雌性個(gè)體(XX);而在異型雌性配子(X或Y)的品種中,雌核生殖的后代,可能是雌性個(gè)體,也可能是雄性個(gè)體。
在人工誘導(dǎo)雌核生殖過(guò)程中,由于使精子染色體失活的處理,往往會(huì)導(dǎo)致基因突變。在兩棲類和魚(yú)類的發(fā)育中,即出現(xiàn)胚胎早期的死亡現(xiàn)象。故有人稱之為“外源精子致死效應(yīng)”。顯然這種引起個(gè)體死亡的基因突變,屬隱性致死突變型。致死效應(yīng)決定于隱性致死突變基因在兩個(gè)同源染色體上的狀態(tài),如果呈現(xiàn)相同等位基因情況,個(gè)體發(fā)育到胚胎早期就會(huì)死亡。因此,雄核發(fā)育有可能為遺傳學(xué)研究提供某些致死突變種的生物品系,成為個(gè)體發(fā)育研究和遺 傳育種實(shí)踐的好材料。
雌核生殖的研究,自20世紀(jì)初以來(lái),雖有某些方面的突破。但從目前的研究狀況來(lái)看,不能不說(shuō)它的進(jìn)展還是比較緩慢的。尚存在許多薄弱環(huán)節(jié),有待進(jìn)一步解決。盡管如此,近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在這方面的研究仍取得不少成就。在人工誘導(dǎo)雌核生殖的魚(yú)中,獲得了能夠正常受精的雌性個(gè)體,并成功地得到了人工雌核生殖的第二代和第三代。我國(guó)在鯉魚(yú)等品種上,在人工誘導(dǎo)雌核生殖和建立純系方面也已獲得成功。所以說(shuō),人工雌核生殖的技術(shù)和方法正在不斷發(fā)展和日臻完善,預(yù)計(jì)作為細(xì)胞工程學(xué)手段之一,將有可能對(duì)解決遺傳改良和生殖控制等關(guān)鍵性問(wèn)題作出貢獻(xiàn),而在按照人們的意愿改造和創(chuàng)新生命的進(jìn)程中,將具有無(wú)可置疑的前景。