Гиногенез естественный и искусственный

Индуцированный гиногенез осуществляется путем осеменения зрелой икры генетически инактивированной спермой. При этом, как и при естественном гиногенезе, генетически инактивированный спермий играет роль лишь стимулятора, побуждающего яйцеклетку к развитию.

Для получения нормального гиногенетического потомства необходимо одно­временно удвоить женский набор хромосом. Такое удвоение (диплоидизация) компенсирует недостающие мужские хромосомы и обеспечивает жизнеспособность гиногенетического потомства.

Разработка метода диплоидного индуцированного гиногенеза тесно связана с исследованиями по естественному гиногенезу у рыб и в первую очередь - с ис­следованиями однополой формы серебряного карася. Факт существования при­родных гиногенетических форм рыб подсказал ученым идею получения гиногенетических потомств у видов, размножающихся обычным половым путем. С помощью индуцированного гиногенеза представлялось возможным получить чисто женские потомства и гетерозисные клоны у чистых видов и гибридов рыб.

Первые указания на возможность индуцированного гиногенеза у рыб имеются в работе немецкого ученого К. Оппермана, выполненной еще в начале нашего сто­летия на радужной форели. В конце 50-х годов в СССР обнадеживающие данные в опытах с вьюном получил А.А. Нёйфах. В эти же годы под руководством извест­ных советских генетиков К. А. Головинской и Д.Д. Ромашова были начаты система­тические исследования по разработке метода диплоидного индуцированного гино­генеза у рыб.

В опытах, поставленных ими на вьюне и карпе, впервые была экспе­риментально подтверждена возможность получения диплоидного гиногенеза у рыб. Исследования на вьюне (очень удобном лабораторном объекте) внесли огромный вклад в разработку метода индуцированного гиногенеза и позволили понять цито­логические механизмы, лежащие в основе этого явления. Карп привлек внимание как объект промышленного использования. Кроме того, наличие у карпа хорошо изученных мутаций генов чешуйного покрова дало ценную возможность генети­ческого анализа гиногенетических потомств.

Результаты первых же работ выявили глубокие цитогенетические различия между естественным и индуцированным гиногенезом. Вместе с тем они указывали на возможность широкого использования индуцированного гиногенеза в селекционных работах и генетических исследованиях.

В настоящее время диплоидный индуцированный гиногенез получен у вьюна (Misgurnus fossuis), карпа (Cyprinuy carpio), некоторых осетровых (Acipenseiidae), нескольких видов камбал (Pteuronecddac), двух видов форели (Saimo trutta и Salrno gairden), пеляди (Coregonus peted), белого амура (Ctenopharyngodon ideUa), белого и пестрого толстолобиков (Hypophtalmichtys motitrix, Anstichthus nobilis), а также тропической рыбки данио рерио (Brachidanio геrio).

Наиболее интенсивно ведутся работы с карпом, растительноядными рыбами, пелядью и несколькими видами камбал. Особенно большие успехи достигнуты на карпе. Разработана технология получения промышленных гиногенетических партий карпа и начато практическое использование индуцированного гиногенеза в селекционных работах с этим видом.

Андрогенез

Андрогенезом (андро – самец, генез – происхождение) называется развитие зародыша под контролем отцовской наследственности.

Для индуцирования андрогенетического развития (рис. 14) необходимо обеспечить инактивацию женских хромосом. С этой целью облучают яйцеклетки высокими дозами радиации. При осеменении таких яйцеклеток сперматозоидами развитие происходит по пути гаплоидного андрогенеза, в результате которого образуются нежизнеспособные гаплоидные особи.

Рисунок 14. Схема индуцированного андрогенеза. а - гаплоидный; б - диплоидный (точкой обозначены инактивированные женские хромосомы).

Для получения жизнеспособных диплоидных андрогенетических рыб необходимо вызвать удвоение мужского хромосомного комплекса, что достигается блокирование первого деления дробления у гаплоидных зародышей.

Как и гиногенетические особи, полученные сходным способом, андрогенетические диплоиды гомозиготны по всем генам. У видов с мужской гетерогаметностью андрогенетические потомства двуполые – они состоят из самок XX и самцов YY. У видов с женской гетерогаметностью при андрогенезе образуются только самцы ZZ.

Андрогенез, как и индуцированный гиногенез, может быть использован для создания клонов у рыб. Этот метод позволяет получать высокоинбредных самцов без применения гормональной инверсии пола.

Андрогенез представляет особый интерес в связи с проблемой сохранения исчезающих генофондов рыб. В настоящее время разработаны способы криоконсервации спермы рыб, однако, задача длительного хранения яйцеклеток и зародышей пока не решена.