翘嘴鳜遗传图谱构建与“广清1号”选育过程各世代遗传参数与遗传多样性评估

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:syameimaruda
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)(下文简称“鳜”),隶属鲈形目、鮨科、鳜亚科、鳜属。自古至今,鳜鱼都因肉味鲜美而被视为席上珍品。上世纪70年代我国突破了鳜人工繁殖难题并很快在全国多个省市开展养殖。2010年全国年养殖产量突破25万吨,2018年产量超过31万吨,产值200多亿元。但由于长期人工繁殖忽视亲本选育,导致其种质退化,出现生长速度下降、性成熟提前与抗病力差等问题,严重影响养殖效益并危及产品质量安全,因此开展翘嘴鳜优良品种的选育对翘嘴鳜养殖业的健康可持续发展意义重大。为此我们以生长速度和成活率为选育的目标性状,采用家系选育、群体选育及鱼类亲子鉴定技术,通过连续5代的选育,培育出了具有优良生长性能的鳜鱼新品系“广清1号”。本研究对鳜不同选育世代的生长性状遗传参数进行评估,比较其生长性能,并对不同选育世代的遗传多样性进行分析以评估连续五代的选育对其遗传多样性的影响。同时还开展鳜鱼多倍体制备试验,以探讨通过多倍体育种的可能性。最后还构建了首张翘嘴鳜高密度遗传连锁图谱,并对其生长和性别2个性状进行了QTL定位,为下一步开展鳜分子标记辅助育种研究以及单性鳜培育奠定了基础。主要研究结果如下:1.鳜不同选育世代的生长性状遗传参数评估。本研究根据前期对多个养殖群体和野生群体进行SSR遗传多样性分析的基础上,选择三个不同来源的鳜群体,安徽野生群体、湖南野生群体和广东养殖群体,作为选育基础群体。通过完全双列杂交、配对组合构建家系,各家系子代打标记后进行同塘养殖,养殖周期结束后收集生长数据,评估育种值,进而确定下一年度的选育亲本与配对方案,完成了连续5代的选育。本论文根据鳜连续5代的家系选育和群体选育的生长数据,利用F1-F3代的生长数据(体重和日增重)对生长性状的狭义遗传力进行了评估。同时,利用F1-F5代和每代对照组的体重数据对体重的现实遗传力、选择反应和遗传增益进行了评估。结果如下:鳜鱼F1-F3代体重的狭义遗传力分别为0.26、0.42和0.23,呈中高等遗传力。日增重的狭义遗传力分别为0.26、0.16和0.11,呈中低等遗传力,表明鳜鱼的生长性状仍有一定的遗传改良空间。鳜鱼F2-F5代的现实遗传力分别为0.14、0.30、0.35和0.24,选择反应分别为0.28、0.54、0.62和0.42,遗传增益分别为10.02%、12.84%、13.25%和9.38%,平均遗传增益为11.37%。F1-F5的收获体重变异系数逐代降低,分别为18.68、15.32、13.16、10.10和9.16,表明经过逐代选育,家系间体重的变异程度逐渐降低,遗传上趋于稳定,改良效果明显。上述结果表明鳜鱼生长性状得到了较大的遗传改良,选育取得了较好的选择效果,生长速度在F4代便已翻倍,获得了较大的遗传进展。通过连续4代的选育,以生长速度和成活率为目标性状,采用家系选育、群体选育及鱼类亲子鉴定技术,培育出了鳜新品系“广清1号”。经小试、中试和养殖户塘头收获数据统计,“广清1号”显示出明显的生长优势及较强抗性,生长速度、存活率与均匀度均显著提高。其生长速度比翘嘴鳜“广清1号”平均提高了16.3%,存活率提高了12.6%。鳜“广清1号”的推广应用将对我国鳜鱼产业的健康可持续发展起着积极的推动作用。2.鳜不同选育世代的遗传多样性分析。本研究采用微卫星SSR标记方法进行鳜各选育世代间遗传多样性的分析与比较。从Gen Bank、文献以及团队前期研究所构建的鳜转录组数据库和鳜简化基因组库中挑选50对微卫星引物,利用全自动核酸蛋白分析系统进行毛细管电泳筛选微卫星引物。共筛选出9对具有较好特异性和多态性的引物。合成分别带有TAMRA、HEX和FAM的特异性荧光标记的荧光标记引物,荧光引物的扩增产物进行STR基因分型检测。对本研究共6个鳜鱼选育世代(F0到F5)的各32个样品进行STR分型,以分析其遗传多样性。结果显示所检测的9个微卫星位点中,8个位点呈现高度多态性,1个位点为中度多态位点。各选育世代均具有较高的遗传多样性水平(He=0.6561~0.7433),其中鳜鱼F0代的遗传多样性最高(He=0.7433)。从F0代到F4代遗传多样性逐步下降,F4代的遗传多样性最低(He=0.6561),F5代的遗传多样性出现小幅回升。群体间遗传分化指数Fst及AMOVA分析显示,群体间遗传分化水平属于中低水平(Fst<0.15),遗传变异有15.98%来自群体之间,84.02%来自于群体内部。基于遗传距离构建的UPGMA系统进化树显示,6个鳜鱼选育世代归为两大类,F0、F1与F2三个世代聚为一代,F3、F4与F5聚为一类,说明从F3代开始选育出现了转变和明显改良的过程。虽然研究结果显示经过五代的选育,6个鳜鱼各选育世代的遗传多样性有所下降,但均维持在较高的遗传多样性水平(He>0.65)。鳜选育群体的遗传多样性维持在一个相对较高的水平,提示其具有较好的选育潜力以及抗逆能力。3.鳜鱼多倍体育种初探。本研究开展了鳜鱼多倍体制备试验。分别利用热休克与冷休克方法进行四倍体和三倍体的诱导试验,流式细胞仪进行倍性检测,并进行初步的养殖生长观察。通过各种条件比较和优化,得出制备鳜鱼四倍体的最佳诱导条件是:在受精50min时,42℃热休克处理受精卵2min,通过抑制第一次卵裂,使染色体数量加倍而获得四倍体。实验获得了超过50%四倍体率的四倍体。制备鳜鱼三倍体的最佳诱导条件是:在受精8min时,4℃冷休克处理受精卵20min,抑制第二极体排出而获得三倍体。此方法获得的三倍体率超过40%。对获得的三倍体鱼与二倍体鱼进行3个月的养殖试验,结果发现,三倍体鱼与二倍体鱼的体重相差不大,分别为105.1g和102.4g,并没有存在显著的生长优势。但是三倍体鱼群体的标准差比二倍体鱼群体的大,说明三倍体鱼的体重波动范围比较大,体重的上限比较高,提示某些三倍体鱼个体的体重增长空间大于二倍体鱼。本研究仅观察了利用冷休克法制备的三倍体鱼的生长表现。虽然此法制备的三倍体鳜鱼未能表现出明显优于二倍体鳜的生长优势,但通过四倍体鳜鱼与二倍体杂交生产的三倍体鱼的生长表现如何还有待进一步的观察。三倍体鱼的不育性对于鳜鱼养殖生产具有较好的应用价值,性腺发育与繁殖过程节约的能量可用于个体生长上,因此其制备方法和养殖性能的比较值得进一步的研究。4.翘嘴鳜高密度遗传连锁图谱的构建以及性别决定位点与生长相关位点的定位。翘嘴鳜是我国重要的淡水优质鱼类。本研究采用dd RAD-Seq技术构建了首张翘嘴鳜高密度遗传连锁图谱。图谱共有3283个多态SNP标记,分布在24个连锁群上。图谱总长度为1972.01 c M,标记间的平均间隔为0.61 c M。与性别决定性状显著相关的5个位点分布在23号连锁群(LG23)上,它们成簇分布于LG23的60.27-68.71c M处。其中位于60.27 c M附近的标记r1_73194具有最高的LOD值(17.73),可解释的表型变异度为53.3%。所有的雄鱼在r1_33008位点的基因型均为纯合子,而所有雌鱼则均为杂合子,提示LG23为与性别相关的连锁群。与翘嘴鳜2个生长阶段的3个生长性状显著相关的QTL位点共19个分布在7个不同连锁群上,它们对表型变异的贡献相对较低(11.1–17.2%),说明生长性状受多基因控制。翘嘴鳜高密度遗传连锁图谱的构建为重要性状的定位提供了依据,同时性别相关标记的鉴定将有助于单性鱼育种和性别决定机制的研究。本研究通过家系选育和群体选育的方式,经过连续4代的选育,培育出鳜鱼优良品系“广清1号”。本研究对其不同选育世代的生长性状遗传参数进行评估,发现经过多代的选育,鳜鱼的生长速度和成活率等性状显著提高。体重变异系数逐年下降,显示“广清1号”遗传上趋于稳定。生长速度和遗传增益也显著提高,表明鳜鱼选育取得了较好的选择效果。进一步的遗传多样性分析表明,鳜鱼各选育世代的遗传多样性稍微有所下降,但均维持在较高的遗传多样性水平。同时,还探讨了鳜鱼三倍体和四倍体育种的前景。最后,构建了首张翘嘴鳜高密度遗传连锁图谱,并得到了鳜性别和生长相关的QTL位点。本研究丰富了我国鳜鱼育种的方法与策略,为鳜鱼育种提供良好的材料和新品系,为鳜复杂性状的解析及遗传育种提供了有用的基因资源,对推动我国鳜鱼产业的健康可持续发展将具有显著的促进作用。
其他文献
功率集成电路技术是连接信息世界和现实世界的重要技术。集成电路技术不仅带来了信息技术、人工智能技术的蓬勃发展,而且对其他产业的发展也起到了传统产业和技术的倍增器的作用。而无论是从电网中汲取能量,还是对外界实现控制或驱动,集成电路都需要借助功率模块得以实现。因而功率模块,包括功率集成电路(Power Integrated Circuit,PIC)和集成电路中的功率单元,构建了数字世界与模拟世界之间的桥
高校辅导员是高校学生工作队伍的重要组成部分,是大学生的人生导师和知心朋友,主要开展大学生日常思想政治工作,肩负着培养社会主义建设者和接班人的重要使命。高校辅导员工作的核心使命是立德树人,所有的工作都以育人为中心,构成富有内在逻辑关联的育人体系。本文基于高校辅导员的工作职责及其现实实践研究高校辅导员工作的育人问题,着力于从学理层面构建高校辅导员工作育人体系。文章以马克思主义为指导,运用文献研究法、历
油菜是世界主要的油料作物,中国作为油菜生产面积最大、产量最高的国家却面临单产偏低,无法完全自足的现状。长江流域是我国最重要的油菜生产基地,西南地区是长江上游油菜的主产区。西南旱地油菜生产不仅存在水资源短缺和土壤贫瘠问题,同时还面临因过量施肥引发的环境污染问题。随着全球气候变化加剧造成的极端天气对降水模式的改变,季节性干旱和多雨成为西南旱地油菜高产的又一障碍。以丘陵、山地及落后生产力为特征的西南旱地
北京冬奥会和冬残奥会作为我国重要历史节点的重大标志性活动,孕育了伟大的北京冬奥精神,将其融入青少年思政课教学是做好新时代立德树人工作的内在要求。推进北京冬奥精神融入思政课教学,应把握其内涵意蕴,深入挖掘北京冬奥精神彰显的党的统一领导、中国精神和伟大奋斗精神;要找到北京冬奥精神融入中学思政课教学的重要结合点,将其融入中学思政课程的相应章节教学中去;要选对冬奥精神融入思政课教学的方法,设置多样化课程、
可降解镁合金血管支架(BMg S,biodegradable magnesium alloy stents)是表面喷涂可吸收聚合物载药涂层的镁合金支架,它的特点是为血管病灶处提供3到5个月的有效支撑,待病变血管完成正性重构后,支架逐步降解以致最终消失,从而避免了不降解的裸金属支架(BMS,bare-metal stent)和药物洗脱支架(DES,drug-eluting stent)对血管舒缩运动
随着人工智能和计算机技术的发展,机器人技术的研究和应用已从工业领域广泛扩展到航空航天、国防安全、医疗康复、社会服务等领域。国务院于2015年印发的《中国制造2025》,规划的核心就是使中国从“中国制造”走向“中国智造”,最终实现“中国创造”,推动未来我国机器人产业向中高端迈进。机械臂作为机器人领域中使用最广的一种机械装置,亦受到学者们的关注。在自动化技术飞速发展的今天,单一的机械臂在信息获取及处理
近十年,我国各地相继出现了枢纽型社会组织,即地方党政部门与单个社会组织之间构建一种载体,通过该载体服务和管理一个领域或地域的社会组织。作为一种社会建构方式,由政府认定或授权的枢纽型社会组织是否能履行国家代理与社会代表的功能,是亟待探讨的理论和实践问题。本研究从“主体间互动过程”和“功能实现条件”两大路径展开,试图研究以下三个问题:国家通过枢纽型社会组织在通达社会中如何传递国家意志?社会通过枢纽型社
高功率微波(HPM)技术在民用领域和军事领域中均具有广泛应用,随着HPM系统实用化的推进,HPM器件的紧凑化和小型化研究日益受到关注。通过降低HPM器件的工作磁场,进而实现HPM器件的永磁包装,是实现HPM产生系统轻小型化的重要技术手段。然而现有的永磁包装HPM器件其磁体体积、质量仍然较大,给HPM技术的实际应用带来一定限制。为了进一步降低HPM器件的磁引导系统质量,本文探索研究了周期永磁体(PP
本论文围绕量子多体物理以及其中的时间物理展开研究工作。我们的目的是揭示问题的本质、发现新现象和提出新物理。在研究工作中,我们重视对基本概念的理解与阐述。这些概念包括相、周期、对偶、临界行为和几何等。关于与时间相关的量子多体物理,我们对其多个主题进行了研究。量子多体物态的分类是量子物理中的一个基本问题。我们提出时间序概念,透过时间观察量子多体物态,并以此对量子相进行分类。时间序提供了一种分类量子多体
本研究以保留传统榫卯结构精髓为前提,以适应现代数控加工、提高加工效率和精度、实现数控加工零编程、降低成本为目的,采用力学对比试验和参数化设计思想,对基于数控加工的榫卯优化设计、榫卯尺寸的智能化确定方法及榫卯数控加工代码的智能化生成方法进行了研究。在此基础上,开发了榫卯智能化加工代码生成系统。主要研究结果如下:(1)榫卯加工发展经历了如下四个阶段:纯手工加工阶段、机械与手工相结合的加工阶段、数控与手