大菱鲆耐高温性状选育及遗传机理研究

【摘要】大菱鲆(Scophthalmusmaximus)是原产欧洲沿海的一种特有的名贵低温经济鱼类。黄海水产研究所于1992年―跨洋引种‖将其引入我国，目前已成为我国北方沿海工厂化养殖业的主导品种之一。由于目前环境改变，以及养殖区域不断扩大，因此对大菱鲆的耐温性状进行遗传改良，选育出生长性能优良的耐高温新品种已成为节能环保、提高养殖效益和健康化养殖水平的当务之急。本课题在此背景下，采用传统家系选育与分子标记辅助育种相结合的选育策略，对大菱鲆开展了耐温性能分析，耐温性状相关的分子标记筛选，分子标记辅助育种的初步探究，以及通过实验室的遗传连锁图谱进行了耐温性状的QTL定位工作，为今后利用这些大量的遗传学数据，进行耐温品种培育提供了丰富的理论与实践依据。相关具体内容如下：1.开展大菱鲆耐高温性状选育，2007年基于所收集的不同遗传背景的选育基础群体，构建并成功培育了56个全同胞家系。从56个全同胞家系中，选择生长发育良好的32个父母本来自不同群体组合的F1家系，于2008年进行大规模耐高温筛选工作。通过对F1家系间生长性能及耐温性能进行测定，并利用bCOX回归分析各家系间的耐温性优势比，筛选出4个耐高温性较强的优良家系。2010年从耐高温候选家系中各挑选个体作为亲本，构建12个F2耐高温家系组，通过耐温性能验证发现：27℃条件下，F2耐高温家系组的平均死亡率仅为10.26%，非耐温家系组为50.95%，而F1家系为49%，F2耐温性显著高于F1；28℃条件下，F2耐高温家系组平均死亡率为32.83%，低于F1在27℃时的平均死亡率50.1%。根据以上分析判定F2耐受温度增加了1-2℃；并根据F2家系组之间的耐温性能及优势比的分析评估，筛选出4个F2的耐高温家系。2.本研究采用微卫星及单核苷酸分子标记技术分析大菱鲆(ScophthalmusmaximusL.)耐高温相关特性，为大菱鲆的分子辅助育种提供合适的分子标记。利用本实验室开发的多态性较好的129对SSR和21个SNP位点进行大菱鲆耐温性状遗传差异分析：最终有3个微卫星位点与大菱鲆耐高温性状存在负相关性，它们分别是Sma-USC38,3/9CA15,HLJDLP33,有4个微卫星位点与其耐高温性状为正相关，Saml-125INRA,Sam-USC86,L12144,Sma-USC81,其中Saml-125INRA,Sam-USC86相关性极其显著，相关系数分别为0.333和0.544（p<0.01）；通过HRM小片段法分析获得1个在两个群体中表型频率差异显著的SNP位点基因型，并呈现正相关性，相关性及其显著，相关系数0.32（8p<0.01）。3.本章实验利用两个与耐温相关的分子标记Sam-Usc27和saml-125INRA设计配种方案，从分子遗传角度出发，最终构建了遗传背景相对清晰的第三代耐温品系，并对其耐温性能，遗传性能进行评估，对MAS在大菱鲆育种工作中的应用进行了初步探讨。结果显示，在高温28℃条件下，耐高温子二代的平均死亡率为32.83%，而耐高温子三代的平均死亡率15.93%，这说明利用分子标记对二代耐温品系亲本筛选是有效的，经过筛选提高后代的整体耐温性能是显著的；通过对两对引物在连续三代的耐温品系中的基因频率分析发现，随着选育的进行，目的条带的基因位点频率趋于升高，两对引物在后代的遗传是相对稳定。4.本研究结合实验室已构建的遗传图谱，利用WinQTLCart2.5复合区间作图软件对大菱鲆的耐温相关性状进行QTL分析，研究性状在连锁群上的位置及效应。最终定位了一个与耐温相关的QTL区间，分布于第9连锁群上的QTLTC9（Sma-USC65）LOD=2.64，可解释的表型变异为14.1%，置信区间为12cM。5.开展温度-盐度-鱼体规格交互实验，采用响应面分析法（RSM）根据Box-Behnekendesign(BBD)原理，设计一系列养殖实验，通过对各因子的二次效应及其交互作用进行研究，建立因子与响应间关系的曲面模型。结果显示：特定生长率SGR的决定系数R2=0.9991，饵料转换率FCR的决定系数R2=0.9817，p值<0.0001,说明该回归模型是显著的；另外，通过对三者的交互效应分析发现，特定生长率在温度-盐度，温度-规格的交互作用是显著的(P<0.05)，而饵料转化率仅在温度-规格交互作用显著(P<0.05)。确定最佳养殖环境：温度在20.88°C，盐度为24.07‰，体重为263.81g，其SGR和FCR值最大，分别为3.69%day-1and0.869。
【作者】黄智慧；
【导师】雷霁霖；马爱军；
【作者基本信息】中国海洋大学，水产养殖，2014，博士
【关键词】大菱鲆；分子标记；分子标记辅助选择（MAS）；耐温选育；QTL；

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