鯉生長性狀主效QTL育種潛力評估及其在染色體上的定位.pdf

1、鯉（Cyprinus carpio L.）是世界主要水產養(yǎng)殖種之一，全球年產量約370萬噸（FAO,2011）。我國是世界最大的鯉養(yǎng)殖國和消費國，以年產量270萬噸占世界總產量的70％以上（2011）。同時，鯉也是選育出品種最多的養(yǎng)殖魚類，并且在體型、體色、鱗被等表型性狀上具有廣泛的多樣性，為開展遺傳基礎及遺傳育種研究提供了豐富的實驗材料。
　　鯉是開展分子育種研究較早的魚類，在基于遺傳背景的分子育種技術日臻成熟的情況下，性狀相關

2、標記的篩選及QTL定位研究也取得了重要的進展，鑒定了包括體重、體長、體高、體厚等生長性狀，乳酸脫氫酶、過氧化物歧化酶、酸性磷酸酶和堿性磷酸酶等理化性狀，肌纖維密度、脂肪酸含量等肉質性狀以及飼料轉化率等的QTL上千個。對這些QTL進行遺傳潛力評估，發(fā)掘家系間、品種間共享QTL，探討指導分子育種的策略是QTL應用于育種實踐的前提。
　　本研究以鏡鯉一個全同胞家系為主線，鑒定了12個生長性狀的QTL，將這些QTL標記在5個家系中進行驗證

3、并發(fā)掘共享QTL標記，進而將鏡鯉中的QTL標記應用于建鯉群體，發(fā)掘2個主養(yǎng)鯉品種共享QTL標記，通過分析大量QTL標記在育種群體中等位基因的分布特征，提出了有效富集鯉優(yōu)勢基因型的策略。最后，用FISH技術將部分QTL區(qū)間及連鎖群定位在染色體上。主要結果如下：
　?。?）在含68個子代的鏡鯉全同胞家系（RR）中，分析了164個BAC末端序列（BAC end sequence, BES）來源的微衛(wèi)星標記與體重（BW）、全長（FL）、體

4、長（SL）、體高（BH）、體厚（BT）、頭長（HL）、吻長（WL）、眼徑（ED）、眼間距（EC）、尾柄長（TL）、尾柄高（TH）和尾鰭長（CL）12個生長性狀的相關性。164個微衛(wèi)星標記共檢測到401個等位基因，組成456種基因型。利用GLM模型對每個標記與對應的性狀做回歸分析，Permutation10000次檢驗結果顯示：40個微衛(wèi)星標記至少與1個性狀具有顯著相關性（P<0.05），其中8個標記（CA905、CA1175、CA134

5、0、CA1526、CA1737、CA2117、CA2225和CA2334）與4個以上的性狀均具有顯著相關性（P<0.05）。用SPSS19.0的Duncan’s多重比較找到了每個標記具有顯著性狀優(yōu)勢的基因型。
　?。?）將這164個BES來源的微衛(wèi)星標記整合到已有的鯉遺傳圖譜上，重新構建的鯉遺傳連鎖圖譜有535個標記（249個微衛(wèi)星標記和286個SNP標記），分布于50個連鎖群，圖譜總長度為2244.655 cM，標記間平均間隔為

6、4.628 cM。對12個生長性狀進行QTL分析，共檢測到65個QTL區(qū)間，分布于18個連鎖群上，可解釋表型變異率為9.9%～60.7%，其中體重（qBW1-2）、體長（qSL8）、體高（qBH1-2）和尾柄高（qTH1-2）4個性狀各有1個QTL達到了基因組水平的顯著性。進一步評估位于QTL側翼和峰值的46個微衛(wèi)星標記與體重、體長、體高和體厚4個主要生長性狀的相關性，發(fā)現(xiàn)其中17個標記與至少1個性狀具有顯著相關性（P＜0.05），表現(xiàn)

7、出緊密連鎖，并獲得了17個標記的性狀優(yōu)勢基因型。
　?。?）用另外5個家系（AA、BB、CC、DD和EE）對17個主要生長性狀的QTL標記進行驗證，并挖掘家系間共享的QTL標記，進而評估多個QTL標記優(yōu)勢基因型的富集和聚合效應。結果顯示17個QTL標記在至少1個驗證家系中表現(xiàn)出與性狀的顯著相關性，其中HLJ365在4個家系中與性狀顯著相關，5個標記（CA2117、HLJ401、HLJ668、HLJ404和HLJ322）在3個家系中

8、與性狀顯著相關；5個標記（CA2117、HLJ1113、HLJ057、HLJ404和HLJE253）的優(yōu)勢基因型在6個家系中表現(xiàn)出一致性，表明其遺傳穩(wěn)定性較好。進一步的研究結果發(fā)現(xiàn)17個QTL標記的優(yōu)勢基因型在最大組（體重）個體的平均富集比例為62.94%，而最小組僅為21.76%，差異達到極顯著水平；最大組個體聚合了7～14個QTL標記的優(yōu)勢基因型，而最小組僅為0～8個，這一結果提示我們可以通過幾個QTL優(yōu)勢基因型的富集和聚合提高目標

9、性狀的表型值。
　?。?）用DD鏡鯉全同胞家系定位了體重、體長、體高和體厚的QTL區(qū)間，從其89個峰值標記和側翼標記中鑒定了54個QTL標記，評估不同基因型對性狀的貢獻，共發(fā)掘了83個具有優(yōu)勢的基因型；進而用這54個QTL標記及在RR家系中發(fā)掘的17個QTL標記分析了一個建鯉的群體，結果28個QTL標記為鏡鯉與建鯉共享，23個標記在2個品種與同一個性狀具有顯著相關性，從中發(fā)掘了建鯉性狀具有優(yōu)勢的基因型37個，可用于指導建鯉的選育。

10、
　?。?）用累計45個QTL標記和63個非QTL標記分析了連續(xù)三代鏡鯉選育群體的遺傳結構，F(xiàn)0用QTL標記統(tǒng)計的平均觀測雜合度（Ho）較非 QTL標記降低了5%；F1用QTL標記計算的有效等位基因數(shù)（Ne）降低了0.42，期望雜合度（He）和多態(tài)信息含量（PIC）分別降低了5%，而F2用QTL標記統(tǒng)計的5項遺傳參數(shù)均小于非QTL標記的統(tǒng)計結果，說明以生長為目標的人工選擇對QTL標記的影響要大于非QTL標記。進而根據(jù)QTL標記在單

11、家系和育種群體中的基因型頻率及在育種中使用的難易程度，提出了有效富集鯉優(yōu)勢基因型的策略，為QTL在分子育種中的應用提供參考。
　　（6）以含有目標標記的BAC克隆作為探針，用FISH技術將18S rDNA和位于13個連鎖群（8個連鎖群具有QTL區(qū)間）的16個標記成功定位在染色體上，結果18S rDNA被定位在1對亞中部著絲粒染色體（submetacentric chromosome, SM）的短臂；16個標記中9個標記僅觀察到1個

12、陽性信號；7個標記檢測到2個陽性信號，結合染色體形態(tài)判斷，CA2218-K02、CA2117-B08、CA1850-P24、CA1623-K17、CA1842-H15和CA2278-L18分別被定位在1對同源染色體上，而CA1757-A12的2個陽性信號分別位于1條端著絲粒染色體（telocentric chromosome, T）的端部和近著絲粒部位，由于兩者形態(tài)形似，是否是一對同源染色體無法準確判斷。LG11、LG12和LG15分別