分子標(biāo)記技術(shù)在日本對蝦育種中的應(yīng)用研究.pdf

1、日本對蝦是我國重要的對蝦養(yǎng)殖種類，開展其良種選育工作具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。本文以日本對蝦育種群體為材料，用微衛(wèi)星分子標(biāo)記對不同選育群體進(jìn)行遺傳鑒定，并建立了基于微衛(wèi)星信息的遺傳參數(shù)估計方法，為進(jìn)一步開展日本對蝦分子輔助選育工作奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。對日本對蝦育種群體進(jìn)行耐高溫測試，分析高溫耐受性與生長性狀、近交水平的關(guān)系；利用SLAF測序法篩選與耐高溫性狀關(guān)聯(lián)的SNP標(biāo)記，為改良日本對蝦高溫耐受性提供分子輔助手段。
　　利用8對微衛(wèi)

2、星引物對日本對蝦養(yǎng)殖群體兩個世代的遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，共計檢測到108個等位基因，等位基因長度為196-528bp，各位點等位基因數(shù)為6-23個。親本和子代群體每個位點平均等位基因數(shù)目分別為8.5個和11.5個，平均觀測雜合度分別為0.7211和0.6319，平均期望雜合度分別為0.7748和0.7635，平均多態(tài)信息含量分別為0.7315和0.7286。根據(jù)標(biāo)記信息利用最大似然法對兩個世代的個體分別進(jìn)行系譜結(jié)構(gòu)推斷，親本群體劃分為6個

3、群體，群體間遺傳距離為0.2773-2.356，均值為1.5097；子代群體劃分為17個群體，群體間遺傳距離為0-2.5929，均值為1.1132。親本和子代分群體間的遺傳距離變化范圍為0-3.0892，均值為1.2380。根據(jù)各分群體間的Nei’s遺傳距離，用非加權(quán)組平均法（UPGMA）構(gòu)建了日本對蝦兩個世代的遺傳進(jìn)化樹。其中18個分群體（4個親本群體和14個子群體）經(jīng)過聚類后形成3個分支，其余5個分群體（2個親本群體和3個子群體）明

4、顯偏離于主支。研究發(fā)現(xiàn)，子代的觀測雜合度明顯低于親本，說明子代在繼承親本遺傳信息的過程中已經(jīng)丟失了一定的雜合性。
　　隨機(jī)選取286只人工養(yǎng)殖的日本對蝦進(jìn)行耐高溫性狀的測試，對其8項形態(tài)性狀進(jìn)行測量。采用相關(guān)分析和通徑分析方法，計算以日本對蝦生長性狀為自變量對耐高溫性狀做依變量的相關(guān)系數(shù)、通徑系數(shù)、決定系數(shù)以及相關(guān)指數(shù)，定量分析生長性狀對耐高溫性狀的影響效果。從耐溫測試的群體中隨機(jī)選取150個個體，用8對微衛(wèi)星引物對每個個體進(jìn)行基

5、因分型，根據(jù)分型結(jié)果計算出其近交系數(shù)，分析了近交系數(shù)與生長性狀和耐高溫性狀的相關(guān)性。結(jié)果表明，日本對蝦的8個形態(tài)性狀與UTT(Upper temperature tolerance)的相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平（p<0.01）。在通徑分析的結(jié)果中保留了達(dá)到顯著水平的體長、頭胸甲寬、六腹節(jié)長、二三腹節(jié)寬和二三腹節(jié)高5個變量，建立了這5個性狀與UTT的多元回歸方程。在抽取的150個個體中的絕大多數(shù)存在不同程度的近交，該群體的近交系數(shù)與體重、體長

6、和UTT的相關(guān)性均為不顯著。
　　在健壯的日本對蝦備選親本中挑選15尾雄蝦和30尾雌蝦構(gòu)成交配組，由其自然交尾。最終收獲了12尾雄蝦和20尾受精雌蝦，成功構(gòu)建了6個日本對蝦養(yǎng)殖家系。用親本的肌肉組織和多個早期仔蝦的混合樣提取基因組 DNA，用12對微衛(wèi)星引物實現(xiàn)對親本個體水平和子代家系水平的基因分型，由分型結(jié)果根據(jù)孟德爾遺傳定律進(jìn)行父本鑒定。最終為6個家系中的5個找到了父本，并且發(fā)現(xiàn)有2個家系的父本為同一尾雄蝦，有1個家系的父本丟

7、失。本研究驗證了在日本對蝦育種工作中家系生長早期鑒定出家系父本的可行性。
　　為了給日本對蝦后續(xù)育種提供參考,用12個微衛(wèi)星位點研究了分屬于14個家系的15個日本對蝦養(yǎng)殖群體的親緣關(guān)系。在有效的數(shù)據(jù)中共檢測到241個等位基因，各個位點的等位基因數(shù)目為5-30個，平均每個位點的等位基因數(shù)為20.08個；平均觀測雜合度范圍為0.804，平均期望雜合度范圍為0.899，平均多態(tài)信息含量范圍為0.889。15個群體的平均總近交系數(shù)FIT為

8、0.1081，平均家系內(nèi)近交系數(shù)FIS為-0.2338。各位點的平均遺傳分化指數(shù)FST為0.2771，平均基因流指數(shù)Nm為0.6521。根據(jù)群體間的Nei’s遺傳距離用 UPGMA法對15個群體進(jìn)行聚類,除屬于一個家系的群體C6和D12外，B4和C7群體的遺傳關(guān)系最近，C10群體與其他群體的遺傳關(guān)系最遠(yuǎn)。對個體的家系重建把每一個個體準(zhǔn)確劃入各自分屬的家系。在12個微衛(wèi)星位點中的8個檢測到了無效等位基因。結(jié)果表明研究群體的遺傳多樣性較高，

9、群體間整體遺傳分化較高，基因交流程度低，下一步的配種計劃中應(yīng)盡量避免B4和C7等親緣關(guān)系近的群體之間的交配以減少近交的發(fā)生。這12個微衛(wèi)星位點的組合可用作親緣關(guān)系的分析，對無效等位基因出現(xiàn)頻率較高的位點如76號位點在以后的研究中應(yīng)慎重選擇。比較了分別用系譜和分子相關(guān)的方法估算日本對蝦G2代10月齡體重的遺傳參數(shù)，為相關(guān)的科研工作提供參考。
　　采取基于下一代測序技術(shù)雙末端測序法的SLAF測序技術(shù)對日本對蝦不耐高溫和耐高溫兩個性狀池

10、進(jìn)行SNP分子標(biāo)記的篩選，初步探究日本對蝦與耐高溫性狀相關(guān)的SNP位點的篩查。共獲得總測序長度4537440bp，得到了50416個高質(zhì)量的SLAF標(biāo)記，標(biāo)記的平均測序深度達(dá)64.48x。含有潛在SNP的SLAF標(biāo)記有4697，占總數(shù)的9.13％，未發(fā)現(xiàn)含有插入或缺失標(biāo)記類型的SLAF。在含有潛在SNP的SLAF標(biāo)記中，共有1,151個在其中一個性狀池占主導(dǎo)基因型的標(biāo)記。把主導(dǎo)基因型與非主導(dǎo)基因型的比值大于5的SLAF標(biāo)記認(rèn)為是可能與日