鱼类精子的遗传失活主要通过辐射或化学试剂处理得以实现。经处理过的精子,已被有效地破坏染色体的遗传物质,但仍具有激活卵子的能力。辐射处理精子常用的有γ射线、X射线和紫外线(UV射线)等。γ射线和X射线具有较强穿透力、处理效率高等特点,但也有需特定的安全防护设备和费用昂贵等缺点。UV射线设备简单、操作容易,且比较安全,已经成为处理精子的首选方法。化学方法处理精子所使用的化学试剂有甲苯胺蓝、乙烯脲、二甲基硫酸盐、吖啶黄和噻嗪等。
绝大多数二倍体硬骨鱼类所产的成熟卵子一般处于第二次减数分裂中期,当精子进入卵子后释放第二极体,此时的卵子仅含有减半的染色体数。如果用遗传失活的精子激活卵子,发育的胚胎通常为单倍体。单倍体胚胎将出现单倍体综合征,绝大部分不能存活。因此,若要获得可存活的人工雌核发育二倍体个体,还必须对卵子的染色体进行加倍。
卵子的染色体加倍可通过抑制第二极体释放或抑制卵裂而实现。抑制第二极体释放的雌核发育称为减数分裂雌核发育;抑制卵裂诱导的雌核发育则称为有丝分裂雌核发育。在鱼类中,常采用的染色体加倍方法为低温、高温或静水压等物理方法,也有少数采用的是化学药物。除此之外,在部分鱼类中,通过远缘杂交的方法也能诱导人工雌核发育。
因卵子第一次减数分裂前期同源染色体间的联会和重组,使得通过抑制第二极体释放而获得的减数分裂雌核发育二倍体的基因型是杂合的。人工诱导减数分裂雌核发育在鱼类上被广泛地用于基因-着丝粒作图、母本性状固定、单性化养殖等方面。
人工诱导有丝分裂雌核发育,破坏第一次有丝分裂中期的纺锤丝和中心粒,形成第一次有丝分裂正常进行而第二次有丝分裂染色体复制,但卵裂不能正常进行的结果,从而实现单倍体染色体组的二倍化。通过人工诱导有丝分裂雌核发育所获得的个体也被称为雌核发育双单倍体。双单倍体具有基因型完全纯合的特点,若再度诱导雌核发育可快速制备克隆系。基于双单倍体所制备的克隆系是研究遗传学、生理学、环境毒理学和药理学等基础材料。
已在虹鳟、鲤、草鱼、鲢、黄颡鱼、褐牙鲆、漠斑牙鲆、大黄鱼、庸鲽、条斑星鲽、大菱鲆、半滑舌鳎等鱼类,太平洋牡蛎、皱纹盘鲍、虾夷扇贝、栉孔扇贝等贝类中进行了研究。