三倍体生物通常被认为不能进行正常的减数分裂而表现出不育。但研究发现,自然界中的同源三倍体鲫,可以进行正常的减数分裂,表现为雌、雄个体均可育。实验室中通过红鲫(2n=100,♀)和同源四倍体鲫(4n=200,♂)倍间杂交得到的人工同源三倍体鲫,雌性个体可育而雄性个体不育。为了更好的了解同源三倍化对鲫鱼育性的影响,我们采用了组织学和分子生物学等技术,对自然界和人工同源三倍体鲫的性腺发育情况,减数分裂相关基因(Ph1、Dmc1)的基因序列、表达水平和甲基化水平进行了研究。主要研究内容及结果如下:1、通过性腺组织切片和流式细胞仪分别对繁殖期的自然界同源三倍体鲫的性腺结构和精子DNA含量进行观察和检测,结果表明,自然界同源三倍体鲫雌、雄个体均有正常的性腺结构,并且能进行正常减数分裂而产生减数配子。通过性腺组织切片和显微镜分别对繁殖期的人工同源三倍体鲫的性腺结构和配子形态进行观察,结果表明,人工同源三倍体鲫雌性个体可产生正常卵子,而雄性个体不能产生成熟精子。2、Ph1和Dmc1基因cds区序列的克隆及分析表明,Ph1和Dmc1基因编码区序列在人工同源三倍体鲫和其二倍体祖先中相似度分别为99.77%和99.99%,在自然界同源三倍体鲫和其二倍体祖先中序列相似度分别为99.40%和100%。这一结果表明,在同源三倍化过程中,减数分裂相关基因(Ph1、Dmc1)具有保守性,基因序列没有发生明显突变。3、对人工同源三倍体鲫和自然界同源三倍体鲫性腺中的Ph1和Dmc1基因进行Real-time PCR和启动子区甲基化水平分析,发现与其二倍体祖先相比,Ph1和Dmc1基因在自然界同源三倍体鲫精巢卵巢和人工同源三倍体鲫卵巢中表达水平高,甲基化水平低,在人工同源三倍体鲫精巢中表达水平低,甲基化水平高。这一结果说明,Ph1和Dmc1基因的高表达可以促进同源三倍体鲫恢复减数分裂,进而产生成熟的配子,而Ph1和Dmc1基因的甲基化水平可能参与调控基因的表达水平,进而影响同源三倍体鱼的减数分裂过程。本研究通过对两种不同的同源三倍体鲫的性腺发育情况和减数分裂情况进行分析,为同源三倍化对脊椎动物育性的影响提供新的见解,这对鱼类进化和遗传育种都具有重要的生物学意义。