文蛤(Meretrix meretrix)选育群体的遗传测定及生长相关SNP鉴定

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文蛤作为我国重要经济贝类之一,其养殖产业的快速发展对优质苗种资源的需求日益迫切。提高养殖产量和效益一直是文蛤养殖业的焦点,这要求我们选育高产、抗逆并且稳定遗传的文蛤良种。本研究利用开发的微卫星标记,结合传统的选择和杂交手段,对文蛤不同选育群体进行了遗传测定,另外开发了与生长性状相关的SNP标记,以期为文蛤新品系培育提供基础数据和理论依据,推动文蛤养殖业健康持续的发展。利用文蛤野生群体构建了一批家系,从中选取3个家系(P1、P2、P3)按3×3完全双列杂交设计得到9个组合。利用8个微卫星标记对9个组合进行亲权鉴定,统计各个组合中亲本对子代的贡献率。结果显示,同一个家系来源的不同亲本间的子代贡献率差异很大,同一个亲本在不同组合中的贡献率也明显不同。根据亲本贡献率估算了有效亲本数量(Ne),发现所有组合的有效亲本数量都有所偏小,Ne/N值从0.58到0.86不等。另外,大部分组合的子代遗传多样性较其亲本都有所下降。从9个组合中选取3个高存活率的杂交组合和3个近交组合分别构成对照组和近交组,利用8个微卫星标记评估它们的遗传多样性。结果显示,与对照组相比,近交组的平均等位基因数(Na)下降19.4%,平均观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别下降20.8%和9.3%。近交组的平均近交系数(FIS)显著高于对照组以及野生群体。在12月龄时,近交组在壳长、壳高、壳宽和湿重4个性状上的近交衰退系数分别为0.803、0.747、0.826和2.073。另外,通过研究家系P1和其子代组合P1×P1发现,在繁育过程中出现了严重的遗传漂变现象。模拟分析显示,较大的亲本数量可以控制闭锁群体杂合度的降低。将9个组合的子代分别养殖在室内池和室外池两种环境中,测量其12月龄时的生长数据并利用一般线性模型进行方差分析,结果显示存在显著的组合效应、环境效应以及组合环境互作效应。配合力分析显示,3个家系中P2在生长性状上的一般配合力(GCA)最高,P1和P3组合的特殊配合力(SCA)最高,而且组合间的反交效应显著。另外,计算了在单个环境内和综合环境间6个杂交组合的杂种优势(MPH)。结果显示,有半数的杂交组合存在有利的杂种优势(>1%)。基于文蛤EST数据库和生物信息学的方法预测了一批EST-SNP标记,经混合测序验证后,将确认的16个SNPs通过SNaPshot的方法在一个生长优势群体和一个对照群体中分型,利用标记-性状关联分析鉴定出7个与生长性状显著相关的SNPs(SNPg3、SNPg4、SNPg5、SNPg6、SNPg8、SNPg9和SNPg16)(P<0.05),又利用一个独立群体进行双向选择性分型验证了其中3个标记(SNPg5、SNPg6和SNPg9)与生长性状的相关性。这是首次在文蛤中进行生长相关EST-SNP标记的批量开发,为文蛤标记辅助选育提供了有价值的信息。利用生长差异的群体材料,开展了重要功能基因多态性与文蛤生长的关联分析。从文蛤中克隆到一个长链酯酰辅酶A合成酶基因(MmeACSL1),全长1867bp,编码475个氨基酸。利用Real-time PCR检测了在不同营养条件下文蛤该基因的表达,发现MmeACSL1在禁食条件下的表达水平显著高于正常进食下的表达水平(P <0.05),提示其参与了文蛤的能量代谢。通过生物信息学预测和直接测序,在此基因中发现2个外显子SNPs和6个内含子SNPs。基于标记-性状关联分析,从这些SNPs中鉴定出5个显著生长相关的SNPs(mmACSLe-2、mmACSLi-2、mmACSLi-3、mmACSLi-5和mmACSLi-4)(P <0.05),而且它们所构建的单倍型也与生长性状显著相关(P <0.05),表明MmeACSL1在文蛤能量代谢中具有重要作用,并与文蛤生长存在密切联系。克隆获得了文蛤细胞周期蛋白依赖性激酶基因(CDK10),cDNA全长1854bp,编码390个氨基酸。此基因与哺乳动物中CDK10基因的同源性最高,将其命名为MmeCDK10。通过对该基因测序,发现5个外显子SNPs和5个内含子SNPs。利用两个生长差异显著的群体对这些SNPs进行标记-性状关联分析,发现4个外显子SNPs(mmCDKe-1、mmCDKe-3、mmCDKe-4和mmCDKe-5)和1个内含子SNP(mmCDKi-1)与生长性状显著相关(P <0.05),提示MmeCDK10参与了文蛤的生长。
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