2024年5月22日星期三

孤雄生殖

孤雄生殖

孤雄生殖的定義是指在授粉過程中精核進入胚囊後,未發生核融合,卵核解體消失,由精核直接發育成種子胚,也稱雄核發育。

單性生殖從理論上可以分為孤雄生殖和孤雌生殖兩種,但在自然界,東歐鼴鼠和日本田鼠等一些嚙齒類動物,沒有Y染色體,也是孤雌生殖沒有雄性參與情況下便成功繁育下一代的動物包括家雞、少數鯊魚、蜥蜴和鳥類、魚類、某些嚙齒類。

簡介

在自然界,動物的孤雄生殖幾乎是不存在的。

相關資料

孤雄生殖的例子應該在植物裏面。

單倍體孤雄生殖的例子都是從雜交或實驗處理後獲得的.用具18個染色體的南氏煙草父本與72

個染色體的大葉煙草雜交,在產生的1000個籽苗中,只有一個達到成熟階段,這個籽苗不具母本的任何

性狀,染色體數9個.認為這很可能是從南氏煙草的一個雄配子產生Cs7一種具顯性遺傳的屋頂黃鶴菜

去雄後,經X射線處理,然後授以隱性特徵的雄親本的花粉,結果得到一株具隱性特性的單倍體植株.

用同樣方法,在金魚草和擬南芥中也得到少數單雄生殖單倍體.在這些例子中,認為X射線處理殺死了

卵核,單倍體胚從精子產生的[a]

無配子生殖在自然條件下觀察到過,但例子很少.在蘭科植物紅門蘭屬、對葉蘭屬和長距蘭屬以及

長葉車前和頭巾百合中曾發現過這種現象Ca]

相關文獻

哺乳動物孤雌生殖孤雄生殖獲成功

將對基因疾病研究產生潛在巨大影響

日前,中國科學院動物研究所胡寶洋研究員、周琪研究員和李偉研究員帶領的團隊合作,對單倍體胚胎幹細胞進行印記基因修飾,在對其進行複雜胚胎操作後,得到了世界上首隻雙父親來源的小鼠,以及性狀正常的雙母親小鼠。相關工作日前發表在國際學術期刊《細胞-幹細胞》上。地球生命在千百萬年的進化中,高等動物早已進化出了有性生殖這種更高級的生殖方式。那麼,科學家為什麼還要反其道而行之,去探索哺乳動物其他生殖方式的可能性?

突破哺乳動物有性生殖的「枷鎖」

自然界中,簡單的生命體,例如病毒和細菌,採用簡單的無性生殖方式;蜜蜂和螞蟻則採用孤雌繁殖方式——只要有蜂后或蟻后,就能保證種群的繁衍,一些低等動物,比如一些種類的蜥蜴、蛙和魚類,也有孤雌生殖現象。哺乳動物,則進化出了更高級的有性生殖方式。而為了保證這種生殖方式在競爭中處於不敗之地,大自然還給精子和卵子加了不可替換、不可逆轉的「鎖」——印記基因。

哺乳動物孤雌生殖、孤雄生殖研究的主要完成人之一、中國科學院動物研究所博士後王樂韻介紹,研究組採用基因編輯技術,重新修飾了小鼠生殖細胞來源的單倍體胚胎幹細胞中的印記基因,再經過一系列複雜的操作,最終分別獲得了以兩個雌性小鼠作為親本(孤雌生殖)和兩個雄性小鼠作為親本(孤雄生殖)的後代。

「孤雌生殖成功的實驗以前已有報道,但當時出生的小鼠只存活了幾天就死亡了。這次我們找到一個非常重要的精子印記基因Rasgrf1,在孤雌單倍體胚胎幹細胞中將這個基因敲除掉,我們獲得的孤雌個體基本與正常個體一樣的健康小鼠。」王樂韻說,接下來,科學家們將繼續關注孤雌小鼠後代的健康狀況,進行持續觀察和研究。

「而孤雄生殖是首次順利誕生,並實現了短期存活。」王樂韻介紹,孤雄生殖是一種更難實現的生殖方式,「因為相關研究還不多。」

王樂韻介紹,孤雄小鼠的產生需要刪除孤雄單倍體胚胎幹細胞中7個印記區段,遠多於孤雌小鼠出生所需敲除的數目。「據我們所知,這也是在小鼠中一次進行的數目最多的基因敲除操作。在此基礎上,進一步改善孤雄小鼠的健康狀況將具有較大的難度,但我們將持續研究下去。」

揭開生殖奧秘、探索基因疾病治療的方式

有性生殖在進化上是一種更高級的生殖方式。王樂韻介紹,相較低等動物(如卵生的魚類或爬行類),哺乳動物的生育資源更珍貴,不僅孕育過程耗費大量資源,而且懷胎時間長,子代數目少,分娩過程中母體甚至面臨死亡的風險。因此,每個後代都需要經歷更嚴格的挑選。有性生殖不僅確保了基因組的穩定性,又能通過基因重組推動物種的進化。王樂韻說:「這個過程如果過度依賴同性生殖(如孤雌生殖),將對種群基因的多樣性造成損失,丟失有利的突變,最終導致物種退化甚至滅絕。」

既然有性生殖方式更高級,那科學家們為什麼還要研究孤雌生殖或孤雄生殖?

中國科學院動物研究所所長、中國科學院院士周琪表示,這是一項重要的基礎研究。他說:「探索未知是科學的本質,科學研究就是探索未知的過程,是不斷增加人類對自身、對宇宙認識的過程。探索生殖的奧秘,有助於了解我們如何進化到今天、我們現有生殖方式的優劣、未來如何進一步克服我們自身面臨的困難。這是我們研究的主要意義所在。」

從應用角度而言,這對人類健康研究、特別是對基因疾病的研究,將有潛在的巨大影響。周琪介紹,之前的研究發現,這些印記基因與一些遺傳疾病有很高的相關度。王樂韻解釋:「哺乳動物同性生殖的成功,為我們提供了一種新的動物繁育手段,可以用來培育具有較高科研和醫學價值的純系動物。而我們在孤雌和孤雄小鼠中,針對不同印記區段所做的遺傳操作可以視作一種『修復』,能夠為未來臨床治療這些疾病提供極具價值的先期探索。」

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