利用微衛(wèi)星分子標(biāo)記估計(jì)大菱鲆生長(zhǎng)性狀遺傳參數(shù)及不同養(yǎng)殖條件下基因型與環(huán)境互作效應(yīng)分析.pdf

1、大菱鲆（Scophthalmus maximusL.）是原產(chǎn)于歐洲的重要海水名貴養(yǎng)殖魚種，因其生長(zhǎng)速度快，對(duì)環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，于1992年引進(jìn)中國(guó)，現(xiàn)已成為中國(guó)北方沿海地區(qū)重要的鲆鰈類養(yǎng)殖品種。近年來，由于大菱鲆選育工作依賴于國(guó)外引進(jìn)親本，親本親緣關(guān)系未知，易造成近親交配，加之累代繁殖，以致出現(xiàn)種質(zhì)退化現(xiàn)象，故有必要對(duì)大菱鲆進(jìn)行遺傳改良。然而，在傳統(tǒng)的BLUP遺傳育種方法中，個(gè)體間親緣關(guān)系的確定來源于人為記錄的系譜，但是由于大菱鲆引進(jìn)親本親

2、緣關(guān)系未知及育種周期較長(zhǎng)，給系譜的記錄帶來麻煩。本研究將微衛(wèi)星標(biāo)記引入大菱鲆遺傳參數(shù)評(píng)估中，結(jié)合微衛(wèi)星標(biāo)記和系譜所提供的遺傳信息，提出兩種簡(jiǎn)化方法來估計(jì)大菱鲆養(yǎng)殖群體的遺傳力和育種值，①對(duì)于2013年構(gòu)建的19個(gè)家系，利用12對(duì)微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)部分子代個(gè)體進(jìn)行基因分型，計(jì)算個(gè)體間平均分子遺傳相關(guān)度(Average molecular relatedness，AMR)，構(gòu)建加性遺傳相關(guān)矩陣，分別建立兩種動(dòng)物模型（模型一不包含母系與共同環(huán)境效應(yīng)

3、;模型二包含母系與共同環(huán)境效應(yīng)），估計(jì)幼魚體重性狀的遺傳參數(shù)。②對(duì)于2013級(jí)建立的39個(gè)家系，利用12對(duì)微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)親本進(jìn)行基因分型，計(jì)算親本間共祖率，再推出研究個(gè)體間的加性遺傳相關(guān)系數(shù)(Parental molecular relatedness，PMR)，構(gòu)建加性遺傳相關(guān)矩陣，建立動(dòng)物模型，估計(jì)幼魚體重性狀的遺傳參數(shù)。這兩種方法均與根據(jù)完整系譜估計(jì)的加性遺傳相關(guān)系數(shù)(pedigree relatedness，PR)遺傳參數(shù)做比較，

4、利用交叉驗(yàn)證的方法估計(jì)遺傳效應(yīng)的預(yù)測(cè)能力，以判斷方法的有效性。結(jié)果顯示:①AMR與PR之間呈高度正相關(guān)(0.914)。對(duì)于AMR和PR，最優(yōu)模型分別是模型二和模型一，利用最優(yōu)模型進(jìn)行遺傳評(píng)估，體重性狀的遺傳力估計(jì)值分別為0.19（士0.056）和0.66（±0.17）。不管是基于模型一還是模型二，根據(jù)AMR預(yù)測(cè)遺傳效應(yīng)的能力均大于根據(jù)PR的預(yù)測(cè)能力。②PMR和PR之間顯示皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.872?；谙嗤瑒?dòng)物模型利用PMR和PR估計(jì)的

5、體重遺傳力分別為0.52（±0.13）和0.55（±0.22）。交叉驗(yàn)證顯示利用PMR和PR預(yù)測(cè)遺傳效應(yīng)的能力相同(0.81)。因此，總的來說可以看出AMR和PMR在方差組分剖分及遺傳效應(yīng)預(yù)測(cè)能力方面均顯示出了巨大潛力，在僅知一代系譜時(shí)可以替代PR應(yīng)用到大菱鲆幼魚養(yǎng)殖群體的遺傳參數(shù)評(píng)估工作中，省去了記錄多代系譜的麻煩。
　　在中國(guó)大菱鲆的養(yǎng)殖模式主要是“溫室大棚+深井海水”養(yǎng)殖模式，這種養(yǎng)殖模式在中國(guó)北方地區(qū)十分普遍。由于北方不同

6、緯度地區(qū)地?zé)豳Y源不同，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，各地養(yǎng)殖水溫不同。本研究設(shè)置了兩種不同水溫的常見養(yǎng)殖環(huán)境，一種環(huán)境工廠化養(yǎng)殖環(huán)境（industrial farming system，IFS），其養(yǎng)殖水溫整年保持在18-20℃，一種低溫環(huán)境（industrial farming system with low temperature，IFSLT）除了溫度的范圍和變化與IFS環(huán)境不同外其他條件均保持相同，冬季最低水溫為8℃。以2013年構(gòu)建的大菱鲆

7、69個(gè)選育家系作為研究群體，在生長(zhǎng)到100天時(shí)每個(gè)家系隨機(jī)選取100個(gè)個(gè)體，測(cè)量體重與體長(zhǎng)數(shù)據(jù)，再將100個(gè)體隨機(jī)分為兩份進(jìn)行物理標(biāo)記后放到上述兩種環(huán)境中養(yǎng)殖12個(gè)月，待魚體達(dá)到收獲規(guī)格時(shí)測(cè)量個(gè)體體重與體長(zhǎng)數(shù)據(jù)，建立兩性狀動(dòng)物模型，利用限制性最大似然法(REML)估計(jì)體重、體長(zhǎng)和肥滿度在兩種環(huán)境下的遺傳力和遺傳相關(guān)及在兩種環(huán)境間的基因型與環(huán)境互作效應(yīng)。結(jié)果顯示，在IFS和IFSLT環(huán)境下分別存活了2125和2925個(gè)個(gè)體。在IFS環(huán)境下

8、，體重和體長(zhǎng)遺傳力屬于中等遺傳力，分別為0.34（±0.12）和0.34（±0.10），肥滿度遺傳力很低，為0.009（±0.03）。在IFSLT環(huán)境下，體重性狀與體長(zhǎng)性狀的遺傳力估計(jì)值均為0.16(士0.05)和0.17(±0.05)和0.04(±0.04)。在兩種環(huán)境中，體重和體長(zhǎng)間的表型相關(guān)和遺傳相關(guān)均大于0.90，說明對(duì)體重的選擇可以間接地選育體長(zhǎng)性狀，然而肥滿度不管與體重還是體長(zhǎng)的遺傳相關(guān)均不顯著。在兩種環(huán)境中，性狀的遺傳變異