鯉生長(zhǎng)性狀主效QTL育種潛力評(píng)估及其在染色體上的定位.pdf

1、鯉（Cyprinus carpio L.）是世界主要水產(chǎn)養(yǎng)殖種之一，全球年產(chǎn)量約370萬(wàn)噸（FAO,2011）。我國(guó)是世界最大的鯉養(yǎng)殖國(guó)和消費(fèi)國(guó)，以年產(chǎn)量270萬(wàn)噸占世界總產(chǎn)量的70％以上（2011）。同時(shí)，鯉也是選育出品種最多的養(yǎng)殖魚類，并且在體型、體色、鱗被等表型性狀上具有廣泛的多樣性，為開(kāi)展遺傳基礎(chǔ)及遺傳育種研究提供了豐富的實(shí)驗(yàn)材料。
　　鯉是開(kāi)展分子育種研究較早的魚類，在基于遺傳背景的分子育種技術(shù)日臻成熟的情況下，性狀相關(guān)

2、標(biāo)記的篩選及QTL定位研究也取得了重要的進(jìn)展，鑒定了包括體重、體長(zhǎng)、體高、體厚等生長(zhǎng)性狀，乳酸脫氫酶、過(guò)氧化物歧化酶、酸性磷酸酶和堿性磷酸酶等理化性狀，肌纖維密度、脂肪酸含量等肉質(zhì)性狀以及飼料轉(zhuǎn)化率等的QTL上千個(gè)。對(duì)這些QTL進(jìn)行遺傳潛力評(píng)估，發(fā)掘家系間、品種間共享QTL，探討指導(dǎo)分子育種的策略是QTL應(yīng)用于育種實(shí)踐的前提。
　　本研究以鏡鯉一個(gè)全同胞家系為主線，鑒定了12個(gè)生長(zhǎng)性狀的QTL，將這些QTL標(biāo)記在5個(gè)家系中進(jìn)行驗(yàn)證

3、并發(fā)掘共享QTL標(biāo)記，進(jìn)而將鏡鯉中的QTL標(biāo)記應(yīng)用于建鯉群體，發(fā)掘2個(gè)主養(yǎng)鯉品種共享QTL標(biāo)記，通過(guò)分析大量QTL標(biāo)記在育種群體中等位基因的分布特征，提出了有效富集鯉優(yōu)勢(shì)基因型的策略。最后，用FISH技術(shù)將部分QTL區(qū)間及連鎖群定位在染色體上。主要結(jié)果如下：
　?。?）在含68個(gè)子代的鏡鯉全同胞家系（RR）中，分析了164個(gè)BAC末端序列（BAC end sequence, BES）來(lái)源的微衛(wèi)星標(biāo)記與體重（BW）、全長(zhǎng)（FL）、體

4、長(zhǎng)（SL）、體高（BH）、體厚（BT）、頭長(zhǎng)（HL）、吻長(zhǎng)（WL）、眼徑（ED）、眼間距（EC）、尾柄長(zhǎng)（TL）、尾柄高（TH）和尾鰭長(zhǎng)（CL）12個(gè)生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性。164個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記共檢測(cè)到401個(gè)等位基因，組成456種基因型。利用GLM模型對(duì)每個(gè)標(biāo)記與對(duì)應(yīng)的性狀做回歸分析，Permutation10000次檢驗(yàn)結(jié)果顯示：40個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記至少與1個(gè)性狀具有顯著相關(guān)性（P<0.05），其中8個(gè)標(biāo)記（CA905、CA1175、CA134

5、0、CA1526、CA1737、CA2117、CA2225和CA2334）與4個(gè)以上的性狀均具有顯著相關(guān)性（P<0.05）。用SPSS19.0的Duncan’s多重比較找到了每個(gè)標(biāo)記具有顯著性狀優(yōu)勢(shì)的基因型。
　?。?）將這164個(gè)BES來(lái)源的微衛(wèi)星標(biāo)記整合到已有的鯉遺傳圖譜上，重新構(gòu)建的鯉遺傳連鎖圖譜有535個(gè)標(biāo)記（249個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記和286個(gè)SNP標(biāo)記），分布于50個(gè)連鎖群，圖譜總長(zhǎng)度為2244.655 cM，標(biāo)記間平均間隔為

6、4.628 cM。對(duì)12個(gè)生長(zhǎng)性狀進(jìn)行QTL分析，共檢測(cè)到65個(gè)QTL區(qū)間，分布于18個(gè)連鎖群上，可解釋表型變異率為9.9%～60.7%，其中體重（qBW1-2）、體長(zhǎng)（qSL8）、體高（qBH1-2）和尾柄高（qTH1-2）4個(gè)性狀各有1個(gè)QTL達(dá)到了基因組水平的顯著性。進(jìn)一步評(píng)估位于QTL側(cè)翼和峰值的46個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記與體重、體長(zhǎng)、體高和體厚4個(gè)主要生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)其中17個(gè)標(biāo)記與至少1個(gè)性狀具有顯著相關(guān)性（P＜0.05），表現(xiàn)

7、出緊密連鎖，并獲得了17個(gè)標(biāo)記的性狀優(yōu)勢(shì)基因型。
　?。?）用另外5個(gè)家系（AA、BB、CC、DD和EE）對(duì)17個(gè)主要生長(zhǎng)性狀的QTL標(biāo)記進(jìn)行驗(yàn)證，并挖掘家系間共享的QTL標(biāo)記，進(jìn)而評(píng)估多個(gè)QTL標(biāo)記優(yōu)勢(shì)基因型的富集和聚合效應(yīng)。結(jié)果顯示17個(gè)QTL標(biāo)記在至少1個(gè)驗(yàn)證家系中表現(xiàn)出與性狀的顯著相關(guān)性，其中HLJ365在4個(gè)家系中與性狀顯著相關(guān)，5個(gè)標(biāo)記（CA2117、HLJ401、HLJ668、HLJ404和HLJ322）在3個(gè)家系中

8、與性狀顯著相關(guān)；5個(gè)標(biāo)記（CA2117、HLJ1113、HLJ057、HLJ404和HLJE253）的優(yōu)勢(shì)基因型在6個(gè)家系中表現(xiàn)出一致性，表明其遺傳穩(wěn)定性較好。進(jìn)一步的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)17個(gè)QTL標(biāo)記的優(yōu)勢(shì)基因型在最大組（體重）個(gè)體的平均富集比例為62.94%，而最小組僅為21.76%，差異達(dá)到極顯著水平；最大組個(gè)體聚合了7～14個(gè)QTL標(biāo)記的優(yōu)勢(shì)基因型，而最小組僅為0～8個(gè)，這一結(jié)果提示我們可以通過(guò)幾個(gè)QTL優(yōu)勢(shì)基因型的富集和聚合提高目標(biāo)

9、性狀的表型值。
　?。?）用DD鏡鯉全同胞家系定位了體重、體長(zhǎng)、體高和體厚的QTL區(qū)間，從其89個(gè)峰值標(biāo)記和側(cè)翼標(biāo)記中鑒定了54個(gè)QTL標(biāo)記，評(píng)估不同基因型對(duì)性狀的貢獻(xiàn)，共發(fā)掘了83個(gè)具有優(yōu)勢(shì)的基因型；進(jìn)而用這54個(gè)QTL標(biāo)記及在RR家系中發(fā)掘的17個(gè)QTL標(biāo)記分析了一個(gè)建鯉的群體，結(jié)果28個(gè)QTL標(biāo)記為鏡鯉與建鯉共享，23個(gè)標(biāo)記在2個(gè)品種與同一個(gè)性狀具有顯著相關(guān)性，從中發(fā)掘了建鯉性狀具有優(yōu)勢(shì)的基因型37個(gè)，可用于指導(dǎo)建鯉的選育。

10、
　?。?）用累計(jì)45個(gè)QTL標(biāo)記和63個(gè)非QTL標(biāo)記分析了連續(xù)三代鏡鯉選育群體的遺傳結(jié)構(gòu)，F(xiàn)0用QTL標(biāo)記統(tǒng)計(jì)的平均觀測(cè)雜合度（Ho）較非 QTL標(biāo)記降低了5%；F1用QTL標(biāo)記計(jì)算的有效等位基因數(shù)（Ne）降低了0.42，期望雜合度（He）和多態(tài)信息含量（PIC）分別降低了5%，而F2用QTL標(biāo)記統(tǒng)計(jì)的5項(xiàng)遺傳參數(shù)均小于非QTL標(biāo)記的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，說(shuō)明以生長(zhǎng)為目標(biāo)的人工選擇對(duì)QTL標(biāo)記的影響要大于非QTL標(biāo)記。進(jìn)而根據(jù)QTL標(biāo)記在單

11、家系和育種群體中的基因型頻率及在育種中使用的難易程度，提出了有效富集鯉優(yōu)勢(shì)基因型的策略，為QTL在分子育種中的應(yīng)用提供參考。
　?。?）以含有目標(biāo)標(biāo)記的BAC克隆作為探針，用FISH技術(shù)將18S rDNA和位于13個(gè)連鎖群（8個(gè)連鎖群具有QTL區(qū)間）的16個(gè)標(biāo)記成功定位在染色體上，結(jié)果18S rDNA被定位在1對(duì)亞中部著絲粒染色體（submetacentric chromosome, SM）的短臂；16個(gè)標(biāo)記中9個(gè)標(biāo)記僅觀察到1個(gè)

12、陽(yáng)性信號(hào)；7個(gè)標(biāo)記檢測(cè)到2個(gè)陽(yáng)性信號(hào)，結(jié)合染色體形態(tài)判斷，CA2218-K02、CA2117-B08、CA1850-P24、CA1623-K17、CA1842-H15和CA2278-L18分別被定位在1對(duì)同源染色體上，而CA1757-A12的2個(gè)陽(yáng)性信號(hào)分別位于1條端著絲粒染色體（telocentric chromosome, T）的端部和近著絲粒部位，由于兩者形態(tài)形似，是否是一對(duì)同源染色體無(wú)法準(zhǔn)確判斷。LG11、LG12和LG15分別