蝦選育群體顯性和間接遺傳效應(yīng)分析.pdf

1、近年來(lái)，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，多數(shù)物種出現(xiàn)了諸如生長(zhǎng)速度變慢、抗病力減弱、死亡率升高等種質(zhì)衰退現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。選擇育種能夠培育出性能優(yōu)良的苗種，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展具有重要的意義。對(duì)目標(biāo)數(shù)量性狀遺傳參數(shù)的準(zhǔn)確估計(jì)，在育種值估計(jì)、選擇指數(shù)制定、選擇反應(yīng)預(yù)測(cè)、選擇方法以及育種規(guī)劃決策等方面具有十分重要的意義。然而，大多數(shù)育種項(xiàng)目在對(duì)遺傳參數(shù)進(jìn)行估計(jì)時(shí)只考慮了加性遺傳效應(yīng)，忽略了顯性遺傳效應(yīng)

2、和間接遺傳效應(yīng)(indirect genetic effect,IGE)等其他遺傳效應(yīng)。本論文以羅氏沼蝦(Macrobrachium rosenbergii)和凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeus vannamei)為研究對(duì)象，利用包含顯性和IGE效應(yīng)的育種分析模型，估計(jì)了選育群體中顯性遺傳效應(yīng)和IGE的方差（協(xié)方差）組分，定性定量地剖分出了潛在的可利用的遺傳變異。研究結(jié)果為進(jìn)一步提高兩種蝦選育群體育種目標(biāo)性狀的遺傳進(jìn)展，加快遺傳改良的速

3、度提供一定的理論基礎(chǔ)。本論文的研究結(jié)果如下：
　　1.羅氏沼蝦高世代育種群體收獲體重加性和顯性遺傳效應(yīng)
　　本研究的分析數(shù)據(jù)為：羅氏沼蝦G7~G9代育種群體。共計(jì)包括全同胞家系343個(gè)(半同胞家系244個(gè))，29523尾測(cè)試個(gè)體的收獲體重?；趩涡誀顒?dòng)物模型，利用平均信息約束最大似然法(average information restricted maximum likelihood method,AIREML)估計(jì)了G7、

4、G8、G9和G8+G9四個(gè)數(shù)據(jù)集收獲體重的方差組分。分析時(shí)采用了兩種模型：
　　(1)加性遺傳效應(yīng)模型，包含加性遺傳效應(yīng)和共同環(huán)境效應(yīng)(A+C)。
　　(2)加顯性遺傳效應(yīng)模型，進(jìn)一步包括顯性遺傳效應(yīng)(A+D+C)。結(jié)果表明,在A+C模型下，估計(jì)得到的4個(gè)數(shù)據(jù)集收獲體重的遺傳力范圍在0.046~0.082之間，為低遺傳力水平(h2≤0.15)。在A+D+C模型下，估計(jì)得到的收獲體重遺傳力范圍在0.063~0.096之間，顯性

5、方差組分比率范圍在0.027~0.571之間。模型中包括顯性遺傳效應(yīng)后，G8代數(shù)據(jù)集收獲體重遺傳力的估計(jì)值變大，其余3個(gè)數(shù)據(jù)集的估計(jì)值變小。羅氏沼蝦育種群體收獲體重遺傳力較低，表明需要引進(jìn)性能優(yōu)良的野生或改良群體，增加育種群體的遺傳變異豐富度；4個(gè)數(shù)據(jù)集顯性遺傳方差比率值變化較大，表明需要新的算法并利用更多世代數(shù)據(jù)提高其估計(jì)值的準(zhǔn)確性。
　　2.不同飼料投喂水平下凡納濱對(duì)蝦體重IGE和基因型與環(huán)境互作效應(yīng)
　　為了探究不同飼

6、料投喂水平下，個(gè)體間的社會(huì)交互（social interaction）對(duì)凡納濱對(duì)蝦收獲體重遺傳參數(shù)估計(jì)值的影響，本研究設(shè)置了足量投喂（AF）和限制性投喂（RF=AF組投喂量二分之一）兩個(gè)組別，標(biāo)記并測(cè)試了80個(gè)家系共6720尾蝦的收獲體重，估計(jì)其直接遺傳效應(yīng)（direct genetic effect,DGE）和IGE的遺傳參數(shù)。每個(gè)家系分三份（14尾/份），隨機(jī)分配到80個(gè)網(wǎng)箱（70 cm×70 cm×100 cm）；每個(gè)網(wǎng)箱包含3個(gè)

7、不同的家系；每個(gè)家系共計(jì)與其他6個(gè)家系在3個(gè)網(wǎng)箱中共同測(cè)試超過(guò)70天。采用兩種動(dòng)物模型（是否包括IGE），估計(jì)每個(gè)組別下收獲體重的遺傳參數(shù)，并進(jìn)一步分析RF和AF間收獲體重DGE和IGE的基因型與環(huán)境互作（genotype by environment interaction,G×E）效應(yīng)。利用不包含IGE的估計(jì)模型，獲得的RF和AF組收獲體重的遺傳力估計(jì)值分別為0.25±0.11和0.11±0.091。似然比檢驗(yàn)表明，IGE效應(yīng)需要包

8、括在估計(jì)模型中。利用包括IGE的估計(jì)模型，獲得的RF和AF組的IGE方差占總遺傳方差的比率分別為691.18％和66.78%。這表明，個(gè)體間的社會(huì)交互能夠產(chǎn)生大量可遺傳和利用的遺傳變異，對(duì)蝦個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)交互行為和規(guī)格整齊度存在較大的遺傳改良潛力。RF和AF組DGE與IGE的相關(guān)系數(shù)分別為-0.93±0.15和0.32±0.47，后者表現(xiàn)為高度負(fù)相關(guān)，個(gè)體間存在強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)交互，這表明限制飼料投喂量加劇了個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)交互程度。RF和AF組間DG

9、E效應(yīng)的遺傳相關(guān)系數(shù)為0.94±0.07，表現(xiàn)為高度遺傳相關(guān)，K=0.06<0.5，G×E效應(yīng)不顯著；RF和AF組間IGE效應(yīng)的遺傳相關(guān)系數(shù)為0.67±0.20，表現(xiàn)為中度遺傳相關(guān)，K=0.70>0.5，G×E效應(yīng)顯著。
　　3.不同養(yǎng)殖密度下凡納濱對(duì)蝦體重IGE和基因型與環(huán)境互作效應(yīng)
　　為了探究不同養(yǎng)殖密度下，個(gè)體間的社會(huì)交互對(duì)凡納濱對(duì)蝦收獲體重遺傳參數(shù)估計(jì)值的影響，本研究設(shè)置了高密度（HD，280尾/平方米）和低密度（

10、LD，150尾/平方米）兩個(gè)組別，標(biāo)記并測(cè)試了90個(gè)家系共6210尾蝦的體重，估計(jì)其DGE和IGE的遺傳參數(shù)。每個(gè)家系分三份（HD：15尾/份；LD：8尾/份），隨機(jī)分配到80個(gè)網(wǎng)箱（40 cm×40 cm×100 cm）；每個(gè)網(wǎng)箱包含三個(gè)不同的家系；每個(gè)家系共計(jì)與其他6個(gè)家系在3個(gè)網(wǎng)箱中共同測(cè)試57天。采用兩種不同的動(dòng)物模型（是否包括 IGE），估計(jì)每個(gè)組別下收獲體重的遺傳參數(shù)，并進(jìn)一步分析兩種組別間收獲體重DGE和IGE的基因型與環(huán)

11、境互作效應(yīng)。利用不包含IGE的估計(jì)模型，獲得的HD和 LD組收獲體重的遺傳力估計(jì)值分別為0.04±0.12和0.47±0.23。似然比檢驗(yàn)表明，IGE效應(yīng)需要包括在估計(jì)模型中。利用包括IGE的估計(jì)模型，獲得的HD和LD組的IGE方差占總遺傳方差的比率分別為298.50%和1871.85%。這表明，個(gè)體間的社會(huì)交互能夠產(chǎn)生大量可遺傳和利用的遺傳變異，對(duì)蝦個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)交互行為和規(guī)格整齊度存在較大的遺傳改良潛力。HD和LD組DGE與IGE的相