Коль скоро речь идет об андрогенезе для воссоздания геномов редких и исчезающих видов осетровых рыб, естествен вопрос о половом составе потомства. Если оно состоит из самок и самцов, это обеспечит воспроизводство вида в ряду поколений обычным половым путем.
Каким же может быть половой состав потомков, получаемых с помощью диспермного андрогенеза? Ответ совсем непрост. Если пол у осетровых рыб определяется половыми хромосомами, состав андрогенетического потомства будет зависеть от того, гетеро- или гомогаметны самцы. При мужской гетерогаметности (генотип самцов XY, самок - XХ) за счет диспермного андрогенеза (слияния ядер двух спермиев) должны появиться самки XX и самцы XY и YY в соотношении 1:2:1. При мужской гомогаметности (генотип самцов ZZ, самок - ZW) андрогенетическое потомство будет состоять только из самцов ZZ, а для получения самок потребуется дополнительная процедура по гормональному переопределению пола.
* Гетерогаметный пол производит два или более типов гамет (половых клеток - спермиев, яйцеклеток) с разными половыми хромосомами, например X и Y или W и Z. - Примеч. ред.
Отметим: у осетровых рыб количество хромосом, причем мелких, довольно велико - у диплоидных видов 120, у тетраплоидных примерно 250 (для сравнения: у человека - 46). Поэтому прямая идентификация половых хромосом невозможна [12]. В этой ситуации изучать механизм определения пола можно косвенным путем - исследуя половой состав гиногенетического потомства, т.е. с исключительно материнской наследственностью. К настоящему времени известны всего две такие работы, выполненные на веслоносе (Polyodon spatula) и американском белом осетре (A.transmontanus) [13, 14]. В первой работе был сделан вывод о мужской гетерогаметности исследуемого вида, во второй - высказано предположение о женской гетерогаметности. Учитывая эти результаты, нельзя исключить, что пол у разных видов осетровых рыб может определяться разными системами, как, скажем, у тиляпий [15]. У рыб вообще пол может меняться даже в зависимости от условий окружающей среды, например от температуры. Поэтому делать окончательные выводы о механизме определения пола у осетровых рыб, основываясь на результатах изучения только гиногенетических потомств двух видов, по крайней мере преждевременно. Надежнее было бы использовать для этого также потомков с чисто отцовской наследственностью.
Соотношение полов в андрогенетическом потомстве в зависимости от механизма определения пола.
Мы изучаем механизм определения пола осетровых, исследуя (впервые) оба потомства - и андрогенетическое, и гиногенетическое. С помощью мейотического гиногенеза, для индукции которого инактивируем ядра сперматозоидов УФ-облучением и тепловым шоком подавляем второе деление мейоза в икре, уже получили жизнеспособных диплоидных гиногенетических потомков русского осетра и севрюги [6]. Мы полагаем, что, независимо от того, какой пол у осетровых гетерогаметный, заключение о механизме определения будет достаточно надежным, если сравнить гиногенетических и андрогенетических потомков одних и тех же видов.
* * *
Итак, мы разработали два метода диплоидного андрогенеза у рыб, первыми получили жизнеспособные андрогенетические потомства нескольких видов осетровых, а также ядерно-цитоплазматических гибридов. Достигли успеха в преодолении несовместимости ядра с цитоплазмой у таких гибридов и в использовании криоконсервированной спермы для диспермного андрогенеза. Многие направления исследования, в частности изучение механизма определения пола осетровых рыб, фактически только начаты. Но уже сегодня ясно, что метод диспермного андрогенеза может использоваться для восстановления и сохранения генофондов редких и исчезающих видов осетровых рыб.
Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (проект 06-04-49637) и подпрограммой “Биоразнообразие” Президиума РАН (проект № 6.1.9).
Список литературы
1. Veprintsev B.N., Rott N.N. // Nature. 1979. V.280. P.633-634.
2. Grunina A.S., Neyfakh A.A. // Physiol. Gen. Biol. Rev. 1997. V.12. P.73-103.
3. Corley-Smith G.E., Brandhorst B.P. // Mol. Reprod. Devel. 1999. V.53. P.363-367.
4. Birstein V.J., Hanner R., Salle R.de // Sturgeon Biodiversity and Conservation / Eds V.J.Birstein et al. Dordrecht, 1997. P.427-444.
5. Гинзбург А.С. Оплодотворение у рыб и проблема полиспермии. М., 1968.
6. Грунина А.С., Рекубратский А.В. // Онтогенез. 2005. Т.36. №.3. С.256-266.
7. Нейфах А.А., Радзиевская В.В. // Генетика. 1967. №12. С.80-88.
8. Рекубратский А.В., Грунина А.С., Мюге Н.С., Нейфах А.А. // Онтогенез. 1998. Т.29. №4. С. 394-400.
9. Астауров Б.Л., Острякова-Варшавер В.П. // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1957. №2. С.154-175.
10. Рекубратский А.В., Грунина А.С. // Онтогенез. 2001. Т.32. №5. С.360-366.
11. Grunina A.S., Recoubratsky A.V., Tsvetkova L.I., Barmintsev V.A. // Int. J. Refrigeration. 2006. V.29. №3. P.379-386.
12. Васильев В.П. Эволюционная кариология рыб. М., 1985.
13. Mims S.D., Shelton W.L., Linhart O., Wang C. // J. World Aquacult. Soc. 1997. V.28. №4. P.334-343.
14. Eenennaam A.L.van, Eenennaam J.P.van, Medrano J.F., Doroshov S.I. // J. Hered. 1999. V.90. P.231-233.
15. Devlin R.H., Nagahama Y. // Aquaculture. 2002. V.208. P.191-364.