鲤高密度连锁图谱及生长性状QTL的定位和遗传潜力

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:artec1
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鲤是世界三大淡水养殖鱼类之一,也是中国的淡水主养鱼类之一,全球年产量约415.9万吨(FAO,2016),中国是世界上最大的鲤养殖国和消费国,年产量约335.8万吨,占世界鲤产量的80%以上。鲤在中国养殖历史悠久,培养出了很多的养殖品种,在过去的几十年里极大地促进了中国水产养殖业的发展。鲤的生长性状也是经济性状,与产量有着直接的关系,影响着鲤的经济效益。  本研究利用微卫星标记和SNP标记,构建了鲤的高密度、高精度的遗传连锁图谱,对体重、全长、体长、体高和体厚5个生长性状进行QTL精细定位,为鲤的生长性状的遗传学研究提供了丰富的信息,同时也为鲤的生长机制和分子标记辅助育种提供了参考依据。具体研究结果如下:  1.本研究采用德国镜鲤F1代全同胞家系107个个体作为作图群体,筛选了1116个微卫星标记和4026个SNP标记,用于构建鲤的高密度遗传连锁图谱。所构建的遗传连锁图谱包含50个连锁群,定位在图谱上的标记共4877个,其中,微卫星标记978个,SNP标记3899个,每个连锁群的标记数从32个到166个不等,平均每个连锁群含有97.54个标记。图谱总长度为4775.903cM,连锁群长度范围在47.498cM(LG38)~191.62cM(LG18)之间,标记间的平均间隔为0.989cM,全基因组覆盖度为97.98%。  2.本研究对用于构建遗传连锁图谱的107个F1代个体的体重、全长、体长、体高和体厚等5个生长性状进行QTL定位,获得425个QTL区间,分布在34个连锁群上。其中,可解释表型变异超过10%的主效QTL区间257个,主要分布在LG38(49个QTL)、LG5(46个QTL)、LG12(29个QTL)和LG6(40个QTL)连锁群上,可解释表型变异超过20%的主效QTL区间9个,主要分布在LG6(4个QTL)和LG39(3个QTL)连锁群上。检测到91个体重QTL区间,72个全长QTL区间,62个体长QTL区间,79个体高QTL区间,121个体厚QTL区间。  单标记回归分析筛选生长性状相关标记,共获得60个分子标记,其中25个分子标记与2个及以上的性状显著相关,CC7877与体重、体长、体高和体厚4个性状均显著相关。将获得的生长性状相关的QTL区间同鲤鱼全基因组装配图进行比对,通过比较发现,45个QTL区间获得50个生长相关的候选基因,包括生长激素类基因、转化生长因子、成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子、生长激素释放激素等。这些生长相关的基因主要分布在LG5、LG12和LG38连锁群上。  3.本研究利用德国镜鲤F1代繁殖群体共334个个体分析和验证8个生长相关微卫星标记与体重和体长的相关性。结果显示,8个微卫星标记共检测到33个等位基因、75种基因型。对每个微卫星座位的基因型与体重、体长性状进行相关性分析发现,HLJ343与体重、体长显著相关,HLJ319、HLJ302及HLJE339与体长显著相关,证实了此4个QTL位点与体重或体长性状具有相关性。  4.本研究对上述德国镜鲤F2代选育群体共288个体的遗传结构进行了微卫星标记分析。共检测到50个等位基因,等位基因数为3~5,平均有效等位基因数为3.0769,平均观察杂合度为0.4164,平均期望杂合度为0.6582,平均多态信息含量为0.6056。分析结果表明,该群体的多样性水平适中。经x2检验,群体处于Hardy-Weinberg平衡状态。12个位点均表现为杂合子缺失,表明选择压力较大,提示在后续的生产和选育过程中要注意保持群体的遗传多样性水平,避免近交衰退。  5.本研究利用一个黄河鲤繁殖群体共56个个体分析和验证了生长性状相关21个微卫星标记,以检测其遗传潜力及与生长性状(体重、全长、体长等)的相关性。共检测到122个等位基因,等位基因数为2~10,平均有效等为基因数为3.3706,平均观察杂合度为0.5893,平均期望杂合度为0.6578,平均多态信息含量为0.6108,分析结果表明该群体的多样性水平较高。经x2检验,群体处于Hardy-Weinberg平衡状态。有8个标记分别与体重、全长、体长、体高等性状具有显著相关性。其中,标记CA2203与体厚、头宽、尾柄长和呈极显著相关(P<0.01),标记CA1603与吻长极显著相关(P<0.01),标记CA1639与尾柄高极显著相关(P<0.01)。研究结果可以为黄河鲤的分子育种与选育提供参考。
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