瓦氏黄颡鱼高密度遗传连锁图谱的构建及生长、性别和耐低氧性状QTL定位研究

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hejingyang0806
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瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)是黄颡鱼属(Pelteobagrus)中个体最大的种类,与黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)并为该属具有经济价值的两个物种,具有生长速度快、抗病力强等优点,在水产养殖业上具有巨大潜力。瓦氏黄颡鱼为经全国水产原种和良种委员会审定后的水产新品种杂交黄颡鱼“黄优1号”(GS-02-001-2018)的父本,但该鱼在种质改良方面的研究明显较母本黄颡鱼滞后。近年来,在瓦氏黄颡鱼繁养殖规模迅速扩大的同时,存在着诸多种质退化问题,如不耐低氧和生长速度下降等,这些问题严重制约了瓦氏黄颡鱼繁养殖产业的可持续发展。因此,本论文基于dd RAD-seq技术构建了瓦氏黄颡鱼高密度遗传图谱,并对生长、性别和耐低氧相关数量性状位点(QTL)和候选基因进行了定位与验证。以期为瓦氏黄颡鱼良种选育和分子标记辅助育种提供遗传基础,同时可为杂交黄颡鱼“黄优1号”规模化杂交制种打下坚实的基础。研究结果主要分为以下4个部分:1.瓦氏黄颡鱼高密度遗传连锁图谱的构建以200尾瓦氏黄颡鱼全同胞F1代家系和双亲为作图群体,采用dd RAD-seq技术批量挖掘和开发SNP标记,构建了一张高分辨率瓦氏黄颡鱼遗传图谱。该图谱包含5059个分离的SNP标记,定位在26个连锁群(LGs)上(与瓦氏黄颡鱼染色体数目一致),总长度4047.01 c M,平均标记间隔0.11 c M。与同属近缘物种黄颡鱼比较基因组学分析结果显示,3879个(76.7%)标记定位到黄颡鱼参考基因组上,与黄颡鱼的参考基因组染色体之间存在近1:1的关系,表明该图谱具有较高的可信度。2.瓦氏黄颡鱼生长、性别和耐低氧性状QTL定位在构建的瓦氏黄颡鱼遗传图谱的基础上,分别进行了生长、性别和耐低氧性状QTL定位。共定位到了47个生长性状相关QTLs,包括11个比例性状相关QTLs(1个GW QTL和10个CW QTLs)和36个表型性状相关QTLs(4个GW QTLs和32个CW QTLs),其中有18个QTLs(4个GW QTLs和14个CW QTLs)定位在LG3和LG14上,暗示这两条LGs可能包含生长调控基因。在其性别QTL定位中,共定位到了6个性别相关QTLs,包括2个GW QTLs和4个CW QTLs,分布于LG14、LG21和LG24上。在耐低氧性状相关QTL定位中,共定位到11个耐低氧相关QTLs,包含1个GW QTL和10个CW QTLs,分布在7个LGs(LG4、LG5、LG10、LG12、LG19、LG21和LG23)上。3.瓦氏黄颡鱼生长和耐低氧性状候选基因的鉴定及验证通过与黄颡鱼参考基因组共线性分析,对GW QTLs区间内的候选基因进行了鉴定和验证。结果表明生长候选基因皮皮质类固醇11β-脱氢酶同工酶2(hsd11b2)和诱导增殖相关的1-样蛋白1(sipa1)在生长快速的瓦氏黄颡鱼组肝脏和脑组织的表达显著高于生长缓慢瓦氏黄颡鱼组(P<0.05);在肌肉组织中,sipa1基因在生长缓慢的个体中的表达量显著低于生长速度快和中等的个体(P<0.05)。在瓦氏黄颡鱼脑和肝组织中,耐低氧候选基因脑信号蛋白-7A(sema7a)在缺氧和复氧阶段m RNA水平均发生显著变化(P<0.05),在缺氧1.5 h后在肝脏和大脑均达到峰值,并在整个恢复过程中保持较高水平。4.瓦氏黄颡鱼生长、性别和耐低氧性状QTL区间内SNPs的验证为评估定位的QTLs准确性,从4个生长相关GW QTLs和1个耐低氧相关GW QTL中挑选8个SNP标记在另一瓦氏黄颡鱼全同胞家系200尾个体中进行KASP验证,结果显示:1个比例性状、6个生长表型性状和1个耐低氧相关的验证位点与其对应的性状均显著相关(P<0.05)。从2个性别相关GW QTLs挑选了12个SNP标记(2个hkxhk型、6个lmxll型和4个nnxnp型)在另一瓦氏黄颡鱼全同胞家系200尾和野生群体48尾中进行验证,结果显示hkxhk型和nnxnp型标记与性别显著相关(P<0.05),lmxll型标记与其性别关联不显著。且所有标记在野生群体中的验证率均低于200尾全同胞群体,表明该图谱中性别相关标记适用于作图家系,但是对于其他家系的适用性有所下降。
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