凡纳滨对虾重要经济性状的遗传评估及全基因组关联分析

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:szweixian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是世界范围内重要的海水养殖种类之一,其养殖产量占对虾海水养殖产量的80%以上,对其进行遗传改良是凡纳滨对虾产业发展的必然要求。自从20世纪末引入我国,经过近30多年的选育与改良,凡纳滨对虾在生长、繁殖、存活和抗性等多个经济性状上的选育已经取得阶段性的进展。然而,利用传统选择方法进行选育可能存在着选择准确性低,且育种周期长、费用高等问题。因此,采用新的方法和技术手段来准确衡量遗传参数,进而合理制定育种方案和育种目标,对于缩短选育周期、降低育种成本、提高选择准确性具有重要意义。本文分别基于微卫星分子标记和重测序SNPs对凡纳滨对虾重要经济性状的遗传参数进行评估,并采用全基因组关联分析的方法对重要经济性状进行关联分析,进一步从分子角度解析重要经济性状的遗传机制,以期为凡纳滨对虾的遗传改良提供重要技术支撑。本研究取得的主要结果如下:1.基于微卫星标记评估凡纳滨对虾重要经济性状的遗传参数利用8个微卫星位点对凡纳滨对虾69个家系的母本和子代进行基因分型,并利用分型信息进行系谱重构和分子亲缘关系相关度的计算,以重构系谱、分子亲缘关系度以及物理系谱分别构建加性遗传相关矩阵,进而对体长、体重和抗WSSV性状的遗传参数进行评估。最终通过交叉验证的方法,比较三者对遗传参数评估的预测能力以及准确性。分型结果显示,8个微卫星位点,共检测到166个等位基因,各位点等位基因数为12~45个,亲本和子代群体每个位点平均等位基因数目分别为9.50个和18.13个,平均观测杂合度分别为0.618和0.709,平均期望杂合度分别为0.749和0.775,平均多态信息含量分别为0.711和0.750,所有位点均表现高度多态性。遗传力分析结果显示,利用物理系谱、重构系谱以及分子亲缘相关度对体长的遗传力估计值分别为0.119±0.031、0.120±0.032、0.132±0.030,对体重的遗传力估计值分别为0.176±0.039、0.182±0.040、0.172±0.034,对抗WSSV性状的遗传力估计值分别为0.135±0.033、0.134±0.033、0.098±0.031,在体长、体重以及抗WSSV性状的遗传力中,以分子亲缘相关度评估的标准差小于重构系谱和物理系谱。通过交叉验证,三者对遗传参数评估的预测能力以及准确性从高到低分别为分子亲缘相关度、重构系谱、物理系谱。结果显示,利用微卫星分子标记评估凡纳滨对虾体长、体重以及抗WSSV性状遗传参数比利用物理系谱评估具有更高的准确性,但同样利用微卫星分子标记进行遗传评估,直接利用子代的亲缘相关度比重构系谱具有更好的效果。本研究为凡纳滨对虾利用分子标记进行遗传参数的评估提供了更为精确的方法,为进一步良种选育提供了参考资料。2.基于重测序SNPs评估凡纳滨对虾重要经济性状的遗传参数通过生长测试和人工感染WSSV测试,采集到体重、全长、体长、尾长和感染后存活时间5个性状表型值,通过全基因组重测序的方式,获得其中300尾个体基因型数据,结合表型值和基因型数据,分别建立p BLUP、GBLUP和ss GBLUP模型,对比分析不同方法对抗WSSV性状和生长性状遗传参数评估的影响。结果显示,与p BLUP模型相比,GBLUP模型对体重、全长、体长、尾长和感染后存活时间的预测准确性分别提高了4.77%、21.93%、19.73%、19.34%、63.44%,ss GBLUP模型的预测准确性则分别提高了10.07%、25.44%、25.72%、19.34%、122.58%,其中,抗WSSV性状在GBLUP和ss GBLUP方法中提高幅度最大,体尺性状如全长、体长和尾长性状其次,体重性状提升幅度最小,并且基于ss GBLUP模型的预测准确性均高于GBLUP模型。遗传相关和表型相关结果显示,模型对于遗传相关和表型相关的评估影响较小,不同模型评估的生长性状遗传相关为0.767~0.999,表型相关为0.548~0.991,为中高度正相关,生长和抗WSSV性状之间的遗传相关为(-0.198)~(-0.019),表型相关为(-0.443)~(-0.115),均为中低度负相关。综上所述,相比于传统的p BLUP模型,GBLUP模型和ss GBLUP模型均能提高凡纳滨对虾生长性状和抗WSSV性状遗传参数的预测准确性,降低预测偏差,其中ss GBLUP模型预测准确性更高,偏差更低。本文为凡纳滨对虾生长性状和抗WSSV性状的遗传参数评估提供了新的方法和思路,为进一步制定育种方案,培育新品种提供了实验基础。3.基于重测序对凡纳滨对虾重要经济性状进行全基因组关联分析利用全基因组重测序数据和体重、全长、体长、尾长以及抗WSSV性状表型值,结合GBLUP和ss GBLUP模型,对比分析在全基因组关联分析模型中加入显著性固定效应因子和H矩阵对关联分析的影响,并采用多性状混合线性模型对生长性状以及生长和抗WSSV性状进行关联分析,通过分析显著位点的分布、表型变异解释率以及相关基因的功能,进一步探讨生长性状之间以及生长和抗WSSV性状之间的相关性。不同模型评估结果显示,当在模型中分别加入显著性固定效应因子(模型II)和H矩阵(模型III)时,评估所得似然值对数、AIC值、BIC值,关联所得位点数目及P值均优于原始模型(模型I)。当分别以-log()>7和8作为生生长性状和抗WSSV性状的显著性标准,生长性状共筛选到175个显著性位点,注释到156个基因,对表型变异的解释率在24.79%~54.43%;抗WSSV性状共筛选到90个显著性位点,注释到49个相关基因,对表型变异的解释率在56.20%~56.63%,表明生长性状和抗WSSV性状均由微效多基因控制。基因功能注释及多性状联合分析结果显示,生长性状相关基因表达产物为细胞核的重要组成,主要参与细胞分裂、蛋白结合等过程;而抗WSSV性状基因表达产物为细胞质线粒体的重要组成,主要参与糖酵解、糖异生等过程。生长性状和抗WSSV性状遗传相关在-0.003到-0.002之间,并且多性状联合分析显示,极显著位点在抗WSSV性状中的SNP效应均值为正,而体重、全长性状为负,结果表明生长性状和抗WSSV性状之间可能存在弱负相关或不相关。本文基于全基因组关联分析的方法,深入分析了生长和抗WSSV性状的遗传机制和相互关系,对指导育种中的多性状协同改良具有重要价值,为进一步培育新品种奠定了实验基础。
其他文献
鱼类耳石上的元素会受环境因子的影响记录了鱼类整个生活史的环境履历,耳石的形态结构也会受不同栖息地环境的影响,表现出一定的群体差异性。目前这两种研究方法在鱼类的群体识别,洄游履历的重建、群体连通性的研究中多有体现。小黄鱼(Larimichthhys polyactis)是我国重要的经济鱼类,但目前对于小黄鱼的群体划分存在较多分歧,因此确定小黄鱼不同地理群体之间的连通性对小黄鱼的渔业管理非常重要。本文
为了解黄骅港海域渔业资源和浮游动、植物群落结构变化特征,分别于2014年和2018年对该海域进行渔业资源和浮游动、植物年度调查,利用优势度指数、物种多样性、聚类分析、丰度/生物量比较曲线(ABC曲线)和冗余分析(RDA)等方法分析该海域生物的种类组成、资源密度指数和优势种等群落结构特点。结果显示:(1)2014年黄骅港海域渔业资源的种类数(49种)略高于2018年(46种),渔业资源优势种表现为小
小型中上层鱼类是北太平洋海域重要的渔业资源,具有生命周期短、生长速度快、高集群性等特点,其资源年间波动显著,且受气候-海洋变化的影响。本文围绕秋刀鱼(Coloabis saira)、鲐鱼(Scomber japonicus)、沙丁鱼(Sardinops sagax)3种主要的小型中上层鱼类,评估了厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o/La Ni?a-Southern Oscillation,ENSO
长江口是我国最大、最典型的河口,是我国许多鱼类的产卵场、育幼场、索饵场和洄游通道。凤鲚是长江口最重要的经济鱼类之一,在气候变化和人类活动的双重影响下,其资源几近枯竭。2020年1月农业农村部发布《长江十年禁渔计划》,在此背景下,亟需开展禁捕前后长江口凤鲚资源评估等相关工作,为长江禁渔等生态修复和资源养护政策实施效果评价提供重要科学依据。本文依据2018年5-7月和2019年5月和8月长江口崇明岛附
渤海是重要渔业经济种类的产卵场和索饵场,也是我国海洋渔业生产的重要渔场之一,在我国海洋渔业中占有至关重要的地位。二十世纪五十年代以来,渤海渔业资源从开发利用不足的阶段逐步恶化到过度捕捞的阶段,渔业资源大幅衰退,并且随着沿岸省市经济的快速发展,渤海生态环境也不断恶化,渤海生态系统健康受到威胁。渤海渔业生物群落在捕捞压力与环境变化双重胁迫下势必会产生相应的变动,因此对渤海的渔业生物群落结构特征的研究就
21世纪是海洋的世纪。党的十八大以来,我国首次系统提出海洋强国战略,在国内外形势复杂的当前具有重要现实意义、战略意义。我国是海洋大国,有1.8万公里的海岸线(不含岛屿海界),300多万平方公里的海域面积,拥有丰富的海洋资源,其中海洋渔业资源是人类最宝贵的海洋资源之一,而海洋渔业地理信息系统(GIS)是海洋渔业资源合理开发、利用的保证。由于海洋和陆地的地理特征差别很大,如:海洋的柔性、动态性、数据间
日本鲭(Scomber japonicus)是我国远洋灯光围网渔业中重要经济鱼种之一。目前,部分文献针对我国、日本及美国西部近海海域的日本鲭渔业已进行了初步研究,鲜见涉及北太平洋公海日本鲭种群的年龄、生长及资源量的研究报道。本研究通过2016年4月~2020年12月北太平洋公海商业捕捞围网渔获物中采集的日本鲭样本,对其生物学特征,包括年龄结构、叉长与体重分布、生长与死亡、群体组成等进行了初步研究。
从"三方协议"模式的试行,再到正式推出"金土地"农村承包土地经营权抵押贷款和水面经营权抵押贷款,江苏金湖农商行用金融创新盘活了农村水土资源江苏省金湖县坐拥高邮湖、宝应湖、白马湖"三湖",是苏北典型的水乡和产粮基地。近年来,当地新型农业经营主体不断涌现,土地流转规模日渐扩大,金融需求旺盛却难以得到充分满足。随着农村土地制度改革的不断加速,开展基于承包土地经营权的农村金融创
期刊
渔业资源评估和管理是维系渔业可持续发展的基础。传统的渔业资源评估方法需要统计产量、资源丰度指数甚至年龄结构等大量数据,由于调查经费和数据的缺乏,全球仅1%的鱼种进行过系统性的资源评估。近年来,在数据有限(data-limited)条件下如何开展资源评估已成为渔业资源领域的热点问题,具有广泛的应用前景,尤其是我国近海的多数渔业种群都属于数据缺乏状态。鱼类生活史参数是基于有限数据的渔业资源评估方法中的
近年来,捕捞诱导的鱼类适应性进化受到广泛关注。研究证明,商业捕捞,特别是选择性捕捞,可能引起物种生活史策略的变化,以及个体大小、生长和性成熟等生物学特征的变化,这些表型性状可以在短时间内发生改变,并且具有可遗传的特性。为研究不同捕捞策略对鱼类适应性进化的影响,以海洋模式物种—海水青鳉(Oryzias melastigma)为研究对象,设置了90%大个体捕捞(H-B)、90%随机捕捞(H-R)、75