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中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)是我国的本土品种之一,自1993年白斑综合征病毒病爆发后,产量急剧下降,目前产量约为5.6万吨。养殖条件下,中国明对虾具有攻击、甚至残食同类等习性。已有研究表明,在限制性投喂的模式下,中国明对虾群体内产生了较强的竞争交互作用,对个体的生长、存活等性状产生了一定的影响。为进一步研究在竞争环境下,中国明对虾社会交互行为的可遗传效应,本研究(1)设置不同的养殖密度梯度,分析不同密度下对虾的行为学表现;(2)利用高密度养殖模式,增加组内个体间的竞争交互强度,分析生长和存活性状的直接遗传效应(direct genetic effect,DGE)和间接遗传效应(indirect genetic effect,IGE)参数;(3)综合3个世代共计300个测试组体重和存活性状数据,复合高通量SNP信息和系谱信息,评估基于更大规模的测试组数据,探讨能否更精确地估计中国对虾收获体重DGE和IGE;最后,建立一个竞争环境,激发中国明对虾竞争相关的基因的表达,分析竞争相关基因calcineurin B在不同家系及个体神经组织中的表达情况。结果将为对虾养殖技术的优化改良提供参考。1. 密度对中国明对虾社会交互行为的影响为了探究不同密度对中国明对虾社会交互行为的影响,本文设置了28尾/m~2(DL),85尾/m~2(DM),142尾/m~2(DH)3个密度梯度,分析不同密度下中国明对虾移动速度、移动距离、身体接触频率和活动性(活动时间占总观察时间的比例)行为指标变化。结果表明:实验观测的行为指标与密度成正相关,组间的平均移动距离和平均身体接触频率均达到极显著水平(P<0.01);活动性随着密度的增加未达到显著水平;移动速度除DL和DM组之间不存在显著性差异,DH与其他两组之间均存在显著性差异(P<0.05)。当密度由DL增加到DM时,身体接触频率(54次/尾.小时增加到444次/尾.小时)显著上升,进而影响其他行为指标上升,个体间因空间不足存在较强的社会交互作用。2. 高密度养殖模式下中国明对虾收获体重的间接遗传效应分析为了查明在高密度养殖模式下,中国明对虾育种群体内社会交互行为的可遗传效应,将来自G13代100个家系的4800尾虾进行物理标记后,进行多家系多分组实验。每个家系均分成3组(每组16尾),随机放入3个网箱中,每个网箱包含3个家系,每个家系共与其他6个家系进行组合,初始养殖密度约为98尾/m~2。生长测试约80天后,利用包含IGE的两性状动物模型对体重和存活性状进行遗传参数评估。结果表明:基于两性状动物模型获得的收获体重总遗传方差占表型方差的比例为0.224±0.145,收获体重的IGE方差对总遗传方差的贡献为196%,由于DGE-IGE协方差为负值(-0.036±0.012),放大后的协方差估计值对总遗传方差的贡献为-228%,完全抵消了IGE方差对总遗传方差的贡献;收获体重的DGE和IGE之间存在显著的负相关(-0.709±0.179),提示在高密度养殖模式下,实验群体内产生了较强的竞争交互,大幅度减少了可利用的总遗传变异。存活性状转换后的遗传力估计值为0.254,未能剖分出IGE方差3. 多世代竞争环境下中国明对虾收获体重的间接遗传效应分析为了探究更大规模的测试组数,结合高通量分型SNP数据,是否可以提高与DGE和IGE相关的遗传参数估计值的精确度,本文利用传统的最佳线性无偏预测(the pedigree-based Best Linear Unbiased Prediction,p BLUP)和单步基因组GBLUP(single step genomic BLUP,ss GBLUP)方法,通过单性状和两性状动物模型,对来自竞争环境下的3个世代(G10-G12)300个测试组的9131尾个体进行遗传评估。高通量SNP分型个体为G10-G12世代家系614尾亲本,质控后保留21602个位点。结果显示:IGE方差组分与标准误差的比值在3.90～4.61,IGE-DGE协方差与标准误差的比值在4.33～4.88,方差组分估计值的精确度高于大部分已有报道结果,扩大测试组的数量可以有效地提高IGE相关遗传参数估计值的精确度。利用4个模型获得的收获体重的总遗传方差占表型方差的比例为0.27-0.33。与p BLUP相比,ss GBLUP对DGE的预测的准确性提高了10.81%,且ss GBLUP对DGE的预测偏差更小(1-0.67<1-0.59),预测值更接近于真值。此外,DGE和IGE方差组分的估计结果表明,竞争性强的个体,也具有更好的存活性能,竞争环境下群体内的强竞争交互降低了可利用的总遗传变异。4. 中国明对虾钙调磷酸酶基因calcineurin B表达量的遗传变异为了评估中国明对虾核心育种群体calcineurin B基因(Fc CN-B)表达量的遗传变异水平,从2018年构建的G13代群体中随机选取32个家系,每个家系随机选择20尾个体,分别放入20个网箱中(每个网箱包括32尾虾),限制饲料投喂量,利用Real-time PCR方法检测每尾虾神经节组织中Fc CN-B基因的表达量。结果表明,Fc CN-B基因在个体水平上表达明显呈正偏态分布,均值(8.25)大于中位数(6.95),表明存在极大值个体;极差为43.48,最大值是最小值的44.48倍,个体间表达量的变异系数为66.55%。家系间Fc CN-B表达量的变异系数相对较小(19.31%),最大值仅为最小值的2.20倍。单因素方差分析表明,Fc CN-B基因的表达量在家系水平上差异显著(P<0.05)。利用个体动物模型结合系谱信息,获得Fc CN-B基因表达量的遗传力估计值为0.60±0.13。这表明其在育种群体中具有较高的遗传变异水平,遗传改良的潜力大。研究结果为解析中国明对虾竞争行为的分子机理、改良其竞争性提供了重要的参考数据。