湖南师范大学刘少军院士团队和西南大学王志坚教授团队近期系统解析了裂腹鱼类的多倍化演化历史，并据其启示提出了以同源四倍体鱼创制同源六倍体和异源四倍体鱼的潜在方案。这是一个将进化生物学与鱼类遗传育种相结合的交叉性研究，为鱼类多倍体物种起源和多倍体育种提供新的见解。相关成果发表于Aquaculture，论文题目为“Global cooling and hot springs may have induced autotetraploidy and autohexaploidy in Schizothorax ancestors, and its implications for polyploid breeding”。

建立人工多倍体鱼类品系具有重要意义，但很困难。鱼类中存在丰富的天然多倍体，研究其多倍体起源可能为多倍体育种提供启示。多倍体可分为同源多倍体和异源多倍体，它们可以通过单拷贝核基因克隆的方法来区分。湖南师范大学刘少军院士团队和西南大学王志坚教授团队通过克隆4个单拷贝核基因，发现四倍体和六倍体裂腹鱼均是同源多倍体。此外，作者基于最古老的裂腹鱼化石（早渐新世）构建了时间树，发现裂腹鱼的四倍体化（2n→4n）和六倍体化（4n→6n）分别发生在30.43 - 39.64 Ma和2.50 Ma之后。这两次多倍化事件均发生在两个地质时期的过渡阶段（始新世-渐新世，33.9 Ma；上新世-更新世，2.58 Ma），均经历了全球变冷。通过祖先地理重建，作者发现这两次多倍化极可能发生于海拔较高、温泉密度较大的青藏高原东南部。全球变冷后，温泉区可能成为裂腹鱼祖先的避难所和新的产卵场，增加了受精卵被温泉意外热休克的可能性，导致多倍体物种的形成。此外，根据上述启示，作者提出了利用同源四倍体鱼作为核心亲本创制同源六倍体和异源四倍体鱼的潜在方案。

该研究的第一作者是辜浩然博士，他博士毕业于西南大学生命科学学院，目前在湖南师范大学生命科学学院开展博士后研究工作。该研究得到了国家自然基金和博士后创新人才计划的支持。

图1 裂腹鱼多倍化起源的图文总结

注：（a-e）裂腹鱼两次多倍化均发生在温泉密度高的青藏高原东南缘，且均经历了全球变冷。（f）全球变冷和温泉诱导裂腹鱼多倍化的参考模式。（g）同源四倍体和同源六倍体裂腹鱼起源的染色体变化图解。

图2 以同源四倍体创制同源六倍体和异源四倍体的方案

注：（a）抑制同源四倍体受精卵第二极体排出来创制同源六倍体的方案；（b）以同源四倍体作为父本，以另一种二倍体鱼类作为母本，抑制受精卵第二极体排出，创制异源四倍体。