草鱼生长性状和抗病力遗传参数及QTL初步定位分析

发布时间：2020-04-25 08:27

【摘要】：草鱼为我国主要的淡水养殖鱼类,但其种质资源随着大规模的人工养殖在逐渐退化,因此对草鱼进行有计划、科学的人工选育是非常必要的,本研究对草鱼的生长和抗病的相关遗传参数进行基础研究分析,通过对草鱼一龄前不同生长阶段性状之间的相关性分析、4月龄草鱼生长性状及抗病力的遗传力研究、LEAP-2基因的SNPs与草鱼生长和抗病力的关联分析以及草鱼生长和抗病力的初步QTL定位分析。以期为草鱼的育种研究提供基础数据。研究的结果如下:1.草鱼一龄前不同月龄主要形态性状对体质量的影响效果对2月龄,4月龄,6月龄,12月龄的草鱼主要形态性状包括体质量、体长、体高和体宽进行连续测量。采用相关分析,通径分析和多元回归分析计算获得各性状与体质量的相关系数、通径系数和决定系数参数。相关分析结果显示草鱼各月龄主要形态性状均与体质量呈现极显著的相关(P0.01)。通径分析结果显示2月龄体高对体质量直接作用最大,体宽对体质量的间接作用最大;4月龄体长对体质量直接影响最大,体宽对体质量的间接作用最大;6月龄体高对体质量直接作用最大,体宽对体质量的间接作用最大;12月龄体长对体质量直接作用最大,体宽对体质量的间接作用最大;同时决定程度分析结果与通径分析结果是一致的。偏回归系数显著性检验结果表明体长,体高和体宽均可引入并建立以体长、体高、体宽为自变量,体质量为因变量的回归方程。各月龄研究结果表明草鱼不同生长阶段影响体质量的主要性状不尽相同,2月龄和6月龄对体质量影响最大的性状为体高,4月龄和12月龄对体质量影响最大的性状为体长。4月龄和12月龄的调整决定系数R2大于0.85,表明4月龄和12月龄影响体质量的主要性状确定为体长。2.4月龄草鱼生长性状和抗病力遗传参数估计及家系对比分析对4月龄草鱼的混合家系,进行亲子鉴定,确定家系信息,利用生长数据和家系信息对4月龄草鱼生长性状和抗病力的遗传参数进行估计,同时对不同家系的生长和抗病性进行对比。本研究通过8对微卫星对1047个个体进行亲子鉴定,使用Genemapper Version 4.0软件读取微卫星STR分型数据,利用Cervus 3.0软件对1047个子代个体进行亲权鉴定回建家系,结果为972个个体确定了其父本信息,确定率达到92.84%。根据亲子鉴定的结果获得了来自22个母本和23个父本的237个全同胞家系,其中92个全同胞家系包含了779个子代个体,每个家系的子代个体数在3-89之间。4月龄草鱼的体质量的遗传力为0.3464,体长的遗传力为0.3313,体高的遗传力为0.3045,体宽的遗传力为0.3033和抗病存活时间的遗传力为0.0597。因此4月龄草鱼的体质量、体长、体高和体宽的均大于0.3为高遗传力,均可以稳定的遗传给下一代;4月龄草鱼抗病存活时间的遗传力小于0.15为0.0597,属于低遗传力。4月龄草鱼的体长与体质量的遗传相关和表型相关最大分别为0.9856和0.9766,而体长与存活时间的遗传相关和表型相关分别为0.3482和0.3463。性状间的遗传相关系数是制定目标性状的重要依据,对于抗病存活时间的遗传力为低等遗传力水平,因此在对抗病性能进行选育时可以通过对体长的间接选育或分子标记来辅助育种来达到育种的目标。同时生长性能好的家系和存活时间长以及存活率高的家系是有交叉的,主要是48号家系和54号家系,这两个家系的父母本分别为F97832和M51696、F51566和M97893,同时生长性能指标较低的家系也存在交叉为72号和84号家系,这两个家系的父母本分别为F51593和M51341、F97808和M97846。因此对亲本的合理选择和淘汰为草鱼良种抗病群体的建立提供一个新的方法。3.草鱼LEAP-2基因全序列SNPs与生长及抗病性能的关联性分析对草鱼LEAP-2基因全序列SNPs与生长及抗病性能的相关性进行分析。选择规格相同的1000尾4月龄草鱼进行嗜水气单胞菌攻毒实验并记录存活时间和主要生长数据,选取192尾存活个体和192尾死亡个体,提取DNA。根据LEAP-2基因全长设计两对引物进行PCR扩增。采用直接测序法获得PCR产物的序列信息,经过序列比对分析,获得2个SNPs位点,Site01:631(AGAGAGAGAGAGAGAGAA/-)位于LEAP-2基因的转录起始点上游717bp的调控序列中,其野生型DD基因型个体的存活率比突变型II基因型和杂合型DI基因型的低。而野生型DD基因型的生长指标均值比突变型II基因型和杂合型DI基因型的高。Site01的不同基因型的存活率存在极显著差异(P0.01),除体长外的其他生长指标平均值存在显著的差异(P0.05);Site02:1738(CA/-)位于LEAP-2基因的第二个内含子中,其杂合型DI基因型个体的存活率比野生型II基因型高,同时杂合型DI基因型个体的生长指标均值比野生型II基因型的高。Site02的不同基因型的存活率存在极显著差异(P0.01),生长指标平均值除体长外存在显著差异(P0.05);由Site01和Site02组成的5种双倍型中,不同双倍型个体的存活率之间存在极显著的差异(P0.01),生长指标平均值均存在极显著差(P0.01)。实验结果表明草鱼LEAP-2基因的2个SNPs与草鱼的生长及抗病性能存在显著的相关性,因此可以将这两个SNPs作为分子标记用于草鱼的分子标记辅助育种研究上,进行生长和抗病选育。4.草鱼生长和抗病性状的QTL初步定位利用本实验已开发的微卫星等分子标记进行遗传连锁图谱的构建,并对相关的生长性状和抗病力进行初步的QTL定位分析。本研究发现了7个QTLs与草鱼体质量紧密相关,8个QTLs与草鱼体长相关,4个QTLs与草鱼体高相关,8个QTLs与草鱼体长相关和4个与草鱼抗病力相关的QTLs。在已有报道的对经济性状QTL定位研究的结果中发现,如果QTL区间所能解释的表型变异超过20%,则该QTL区间即为该性状的主效QTL区间;Group 19(CID0202-CID0513/CID1536)、Group 2(CID0223-CID0131A)、和Group 24(CID0856-CID1534)可解释的表型变异分别为28.8%、25.2%、23.1%,是与体质量显著相关的主效QTL区间;Group 19(CID0202-CID0513/CID1536)和Group 24(CID0856-CID1534)可解释的表型变异分别为29.1%、23.7%,是与体长显著相关的主效QTL区间;Group 21(CID1114-CID0382)和Group24(CID0856-CID1534)可解释的表型变异分别为24.2%、23.1%,是与体宽显著相关的主效QTL区间;Group 8(CID0257-EST0006)、Group 19(CID0202-CID0513/CID1536)和Group 24(CID0856-CID1435)可解释的表型变异分别为32.2%、34.9%、30.7%,是与抗病力显著相关的主效QTL区间。本研究中所检测到的的15个QTL,置信区间为3-30c M,小于10c M的有7个,同时CID0223-CID0131A、CID0202-CID0513/CID1536和CID0856-CID1435又是与体质量,体长和体宽性状紧密连锁的主效QTL区间,利用这些与性状和抗病力紧密连锁的QTLs标记时对多个性状进行改良达到提高选育效果目的,这也为草鱼的进一步选育提供了依据。本研究对草鱼一龄前不同生长时期的性状相关性分析获得4月龄和12月龄影响体质量的主要性状;并对4月龄草鱼的遗传力等相关参数进行了分析并得到了主要性状和抗病力的遗传力;同时对草鱼LEAP-2基因的SNPs进行了筛选,分析其与性状和抗病力之间的关联性;并对相关的性状和抗病力进行了初步的QTL定位分析。以上研究结果为草鱼的间接选择和分子标记辅助育种提供了充分的基础数据和理论依据。
【图文】：

平均增长率,性状

不同月龄性状平均增长率

子代数,家系

上海海洋大学硕士学位论文系，，这 1047 个子代个体分别来自于 23 个父本和 22 个母本的不同组合，1047 个个体中有 779 个子代个体来自其中的 92 个全同胞家系，各家系中的子代个体数最少的为 3 个，最多的为 89 个；图 3-1 中列出了 92 个家系的子代数目。
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S917.4

【参考文献】