大菱鲆耐高溫性狀選育及遺傳機(jī)理研究.pdf

1、大菱鲆(Scophthalmus maximus)是原產(chǎn)歐洲沿海的一種特有的名貴低溫經(jīng)濟(jì)魚類。黃海水產(chǎn)研究所于1992年―跨洋引種‖將其引入我國,目前已成為我國北方沿海工廠化養(yǎng)殖業(yè)的主導(dǎo)品種之一。由于目前環(huán)境改變,以及養(yǎng)殖區(qū)域不斷擴(kuò)大,因此對大菱鲆的耐溫性狀進(jìn)行遺傳改良,選育出生長性能優(yōu)良的耐高溫新品種已成為節(jié)能環(huán)保、提高養(yǎng)殖效益和健康化養(yǎng)殖水平的當(dāng)務(wù)之急。本課題在此背景下,采用傳統(tǒng)家系選育與分子標(biāo)記輔助育種相結(jié)合的選育策略,對大菱鲆開

2、展了耐溫性能分析,耐溫性狀相關(guān)的分子標(biāo)記篩選,分子標(biāo)記輔助育種的初步探究,以及通過實驗室的遺傳連鎖圖譜進(jìn)行了耐溫性狀的QTL定位工作,為今后利用這些大量的遺傳學(xué)數(shù)據(jù),進(jìn)行耐溫品種培育提供了豐富的理論與實踐依據(jù)。相關(guān)具體內(nèi)容如下:
　　1.開展大菱鲆耐高溫性狀選育,2007年基于所收集的不同遺傳背景的選育基礎(chǔ)群體,構(gòu)建并成功培育了56個全同胞家系。從56個全同胞家系中,選擇生長發(fā)育良好的32個父母本來自不同群體組合的F1家系,于20

3、08年進(jìn)行大規(guī)模耐高溫篩選工作。通過對 F1家系間生長性能及耐溫性能進(jìn)行測定,并利用 bCOX回歸分析各家系間的耐溫性優(yōu)勢比,篩選出4個耐高溫性較強(qiáng)的優(yōu)良家系。2010年從耐高溫候選家系中各挑選個體作為親本,構(gòu)建12個F2耐高溫家系組,通過耐溫性能驗證發(fā)現(xiàn):27℃條件下,F2耐高溫家系組的平均死亡率僅為10.26％,非耐溫家系組為50.95%,而F1家系為49%,F2耐溫性顯著高于F1;28℃條件下, F2耐高溫家系組平均死亡率為32.

4、83%,低于F1在27℃時的平均死亡率50.1%。根據(jù)以上分析判定 F2耐受溫度增加了1-2℃;并根據(jù) F2家系組之間的耐溫性能及優(yōu)勢比的分析評估,篩選出4個F2的耐高溫家系。
　　2.本研究采用微衛(wèi)星及單核苷酸分子標(biāo)記技術(shù)分析大菱鲆(Scophthalmus maximus L.)耐高溫相關(guān)特性,為大菱鲆的分子輔助育種提供合適的分子標(biāo)記。利用本實驗室開發(fā)的多態(tài)性較好的129對SSR和21個SNP位點進(jìn)行大菱鲆耐溫性狀遺傳差異分析

5、:最終有3個微衛(wèi)星位點與大菱鲆耐高溫性狀存在負(fù)相關(guān)性,它們分別是 Sma-USC38,3/9CA15, HLJDLP33,有4個微衛(wèi)星位點與其耐高溫性狀為正相關(guān), Saml-125INRA, Sam-USC86, L12144, Sma-USC81,其中Saml-125INRA, Sam-USC86相關(guān)性極其顯著,相關(guān)系數(shù)分別為0.333和0.544(p<0.01);通過HRM小片段法分析獲得1個在兩個群體中表型頻率差異顯著的SNP位點

6、基因型,并呈現(xiàn)正相關(guān)性,相關(guān)性及其顯著,相關(guān)系數(shù)0.328(p<0.01)。
　　3.本章實驗利用兩個與耐溫相關(guān)的分子標(biāo)記Sam-Usc27和saml-125INRA設(shè)計配種方案,從分子遺傳角度出發(fā),最終構(gòu)建了遺傳背景相對清晰的第三代耐溫品系,并對其耐溫性能,遺傳性能進(jìn)行評估,對MAS在大菱鲆育種工作中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探討。結(jié)果顯示,在高溫28℃條件下,耐高溫子二代的平均死亡率為32.83%,而耐高溫子三代的平均死亡率15.93%

7、,這說明利用分子標(biāo)記對二代耐溫品系親本篩選是有效的,經(jīng)過篩選提高后代的整體耐溫性能是顯著的;通過對兩對引物在連續(xù)三代的耐溫品系中的基因頻率分析發(fā)現(xiàn),隨著選育的進(jìn)行,目的條帶的基因位點頻率趨于升高,兩對引物在后代的遺傳是相對穩(wěn)定。
　　4.本研究結(jié)合實驗室已構(gòu)建的遺傳圖譜,利用WinQTLCart2.5復(fù)合區(qū)間作圖軟件對大菱鲆的耐溫相關(guān)性狀進(jìn)行QTL分析,研究性狀在連鎖群上的位置及效應(yīng)。最終定位了一個與耐溫相關(guān)的 QTL區(qū)間,分布于

8、第9連鎖群上的 QTL TC9(Sma-USC65)LOD=2.64,可解釋的表型變異為14.1%,置信區(qū)間為12cM。
　　5.開展溫度-鹽度-魚體規(guī)格交互實驗,采用響應(yīng)面分析法( RSM)根據(jù)Box-Behneken design(BBD)原理,設(shè)計一系列養(yǎng)殖實驗,通過對各因子的二次效應(yīng)及其交互作用進(jìn)行研究,建立因子與響應(yīng)間關(guān)系的曲面模型。結(jié)果顯示:特定生長率SGR的決定系數(shù)R2=0.9991,餌料轉(zhuǎn)換率FCR的決定系數(shù)R2=