辽宁省水产种质基因库信息平台的构建与应用

针对辽宁省水产原良种场、海洋和淡水种质资源保护区、自然沿海海域及主要河流的重要水产经济物种,开发构建了生物种质信息库、DNA条形码数据库和分子标记信息库,并整合形成辽宁省水产种质基因库信息平台。平台涵盖重要水产经济物种150种,分子标记上万个,在水产物种种质鉴定、水产生物遗传多样性评价和水产种质资源保护区与原、良种场管理等方面具有较高的应用价值。本平台将推进水产种质保护和合理利用工作的深入开展,为水产科学工作者和生产者全面了解水产种质的特性,拓宽优势资源和遗传基因的使用范围提供数据保障。     

DNA分子标记在我国海水养殖动物遗传育种中的应用

DNA分子标记是以脱氧核糖核酸多态性为基础的遗传标记.本文综述了DNA分子标记技术在环节动物、软体动物、甲壳动物、鱼类等我国海水养殖动物中遗传多样性和遗传结构分析、亲缘关系鉴定、品系家系鉴别、构建遗传连锁图谱、数量性状定位等方面的应用.指出了目前DNA分子标记在海水养殖动物遗传改良和辅助育种等研究领域存在的问题,最后对该领域的研究提出展望,以期为海水养殖动物遗传育种研究提供参考.     

虾类种质资源研究进展

概述了虾类种质资源鉴定和遗传育种研究的进展情况,主要包括应用形态学、同工酶、DNA标记等技术在虾类基因组DNA多态性的检测、物种及品种的分类鉴定,亲缘关系及分子标记辅助育种中的研究和应用.形态学研究易于开展,广泛使用在研究和生产上;同工酶研究操作简便,能在一定程度上反映基因多态性;DNA标记可以准确反映不同种群的遗传变异和遗传多样性,目前被广泛使用.但形态学研究缺乏量化指标,同工酶技术反映的多态性较少,DNA标记不能直接和生产相结合,因此多种标记相结合在虾类种质资源研究中具有广阔的应用前景.     

SSR在水产养殖中的研究进展

为深入了解简单重复序列(Simple sequence repeats, SSR)分子标记在水产养殖中的应用情况,为今后开展水产养殖动物的分子标记辅助育种,综述了SSR的开发方法以及SSR在种群的遗传多样性分析、数量性状的定位、DNA指纹图谱构建、遗传连锁图谱构建等方面的研究进展。SSR分子标记在水产养殖动物的种质鉴定、遗传距离分析、分子标记辅助育种等方面具有广阔的应用前景。     

微卫星标记及其在贝类中的应用

微卫星广泛存在于真核生物基因组中,具有多态性高、共显性遗传、实验操作简单和结果稳定可靠等优点。微卫星标记是一种DNA分析手段,是种群遗传学研究中广泛应用的分子遗传标记。微卫星标记技术已经应用于贝类遗传多样性评估、种质资源保护、群体遗传结构分析以及遗传连锁图谱的构建等方面。     

三角帆蚌种质资源研究进展

三角帆蚌是我国优良的淡水育珠蚌,具有重要的经济价值。本文从我国三角帆蚌种质资源调查、搜集与保护出发,介绍了三角帆蚌RAPD、SSR及线粒体基因片段等不同分子标记开发状况,重点讨论了这些分子标记分析三角帆蚌遗传多样性的情况。比较了我国五大淡水湖泊三角帆蚌种质及3个优秀种质9个F1后代的生长性能,比较了三角帆蚌雌雄生长差异。简述了三角帆蚌珍珠质形成相关基因、免疫相关基因、贝壳及珍珠颜色相关基因的研究现状。从三角帆蚌与其他蚌类种间杂交、三角帆蚌种内杂交,介绍了培育康乐蚌新品种的过程及三角帆蚌家系选育的进展情况。对今后进一步开展三角帆蚌种质资源研究提出了意见和建议,为三角帆蚌遗传改良提供了基础资料。     

水产动物种质创制新技术及在海参、海胆遗传育种中的应用

随着现代遗传育种理论和生物技术的不断发展与创新,水产育种技术也开始从传统的选择育种、杂交育种技术,逐渐向与分子标记辅助育种、细胞工程育种、全基因组选择育种、分子设计育种、性别控制、基因转移以及基因编辑等现代分子辅助育种技术相结合的方向发展。虽然,我国水产种业已经形成并蓬勃发展,但仍存在良种覆盖率低、研究深度不够等问题和挑战。本文在国内外研究的基础上,重点综述了棘皮动物(海参和海胆)的种质资源概况、水产养殖育种新技术及在经济棘皮动物中的应用,并对海参、海胆养殖业提出了建议,以期为合理开发我国经济棘皮动物种质资源提供参考,推动水产养殖业绿色发展。     

SNP的研究进展及其在家畜育种中的应用

单核苷酸多态性(SNP)作为新的遗传标记,已广泛应用于动物遗传育种、基因定位、克隆和遗传多样性等方面的研究。文章对SNP的概念、检测方法进行了详细阐述,并综述了SNP在动物遗传育种和家畜繁殖技术中的应用。     

水产生物微卫星标记技术研究进展及其应用

微卫星标记的发展和利用极大地扩展了DNA分子标记应用的深度和广度,使探索生物性状遗传本质的研究发生了革命性变化。本文简要介绍了微卫星标记技术的发展及其在水产遗传与育种研究中的应用。首先回顾了微卫星克隆技术的发展,尤其是水产生物微卫星标记及技术的发展过程,以及水产生物微卫星序列的主要来源,并对微卫星标记与其他DNA分子标记在使用范围、难易程度等方面做了比较;其次探讨了微卫星标记在遗传连锁图谱的制备、性状分析及QTL定位、群体遗传学、进化遗传、种质鉴定与亲权分析、品种培育等6个研究领域的应用;本文还对几种DNA分子标记在操作上的难易程度、多态性程度、重复性与可比性等方面进行了比较,同时还分别阐述了微卫星和其他DNA分子标记应用于水产生物研究中的适用性,并对微卫星标记的应用前景做了展望。本文旨在为微卫星标记技术在水产生物中的有效应用提供理论依据。     

利用GoldenGate分析的高通量SNP芯片对鲤基因进行分型

单核苷酸多态性(SNPs)标记在大多数物种基因组中数量巨大且分布均匀,是许多水产物种遗传研究的理想标记,因此快速发展了几种高通量、快速的SNP标记分型平台。本研究利用Golden Gate分析技术对鲤Cyprinus carpio转录组测序的1 536个SNP标记合成了一张中等密度SNP芯片,对5个鲤群体的480份样本进行基因分型。结果表明:1 235个SNP标记成功分型,约占80%;915个标记至少在一个家系中呈现多态性,占74.1%;标记最小等位基因频率(MAF)介于0.05~0.5之间,平均为0.334,其中48.9%的标记最小等位基因频率(MAF)大于平均值;5个群体中SNP标记平均多态性信息含量(PIC)在0.3左右,为中度多态,杂合度为0.010~0.990,平均为0.5左右,暗示群体具有丰富的遗传多态性,育种价值及性状改良潜力很大。本研究分型的多态性SNP标记可广泛应用于遗传多样性研究、标记-性状关联分析以及分子标记辅助育种。     

SNP研究技术在畜牧业中的应用

单核苷酸多态性(SNP)是继限制性片段长度多态性和微卫星之后,新发展起来的第3代分析标记。具有密度高、双等位基因、易实现自动化检测的特点。作为新的遗传标记,SNP已广泛应用于基因定位、克隆和遗传多样性的研究。文章对SNP的概念、检测方法及其在畜牧业研究生产中的应用作一综述。并提出了SNP研究中遇到的一些问题。     

基于不同密度SNP面板的凡纳滨对虾AHPND抗性基因组预测准确性分析

为评估不同SNP标记密度对凡纳滨对虾AHPND抗性基因组预测准确性的影响，本实验对26个全同胞家系进行Vp AHPND侵染，收集686尾个体的存活时间数据，对其中242尾个体利用液相芯片“黄海芯1号”(55.0 K SNP)进行基因分型，基于A、G和H亲缘关系矩阵估计Vp AHPND侵染后存活时间的遗传参数；采用随机和等距抽取方式，基于55.0K SNP构建了8个低密度SNP面板(40.0、30.0、20.0、10.0、5.0、1.0、0.5和0.1 K)，利用GBLUP和ssGBLUP等方法预测Vp AHPND侵染后存活时间的基因组育种值，利用交叉验证方法计算其预测准确性，并与BLUP方法进行对比分析。遗传参数估计结果显示，Vp AHPND侵染后存活时间表现为高遗传力水平，估计值为0.68～0.79。在55.0 K SNP密度下，针对242尾基因分型个体数据集(G242)，利用BLUP、GBLUP和ssGBLUP方法获得的预测准确性分别为0.424、0.450和0.452,GBLUP和ssGBLUP比BLUP分别提升了6.13%和6.60%；针对686尾表型测定个体数据集(P686)...     

Development and evaluation of a high‐throughput single nucleotide polymorphism multiplex assay for assigning pedigrees in common carp

Accurate pedigree information is critical when managing animal breeding programmes and ensure the highest rate of genetic gain. The abundance of available genomic data and the development of high‐throughput genotyping platforms have facilitated the use of single nucleotide polymorphisms (SNPs) as the best DNA markers for genomic selection studies. Furthermore, the superior qualities of SNPs compared with those of microsatellite markers allow standardization between laboratories, which is crucial for developing an international set of markers for use in traceability studies. The objective of this study was to develop a high‐throughput SNP array to assign common carp pedigrees accurately. A 48‐SNP array was developed based on the Fluidigm genotyping platform, and a phylogenetic analysis was performed to distinguish different pedigrees. A likelihood‐based approach was used to infer parental pairs, and the pair with the highest LOD score (log of the ratio of the likelihood given parentage to likelihood given non‐parentage) was assigned. The SNP genotypes of the offspring and candidate parents tested were collected, and 94% of the offspring were assigned to the most‐likely parent pair, which was consistent with the actual pedigree records. Using this SNP assay will allow implementation of offspring testing at large commercial farms where improved accuracy of pedigree assignments and genetic evaluations will increase genetic gains in the common carp aquaculture industry.     

Advances in precocity research of the Chinese mitten crab <Emphasis Type="Italic">Eriocheir sinensis</Emphasis>

Precocity has been observed in fishes and crustaceans. However, mechanisms underlying precocity have not been well documented in crustaceans and are thought to be influenced by both genetic and environmental factors. Also, precocity is generally considered to have negative effects on crustaceans. The Chinese mitten crab Eriocheir sinensis, a catadromous species endemic to China, is a high valued commodity and in the recent past is being extensively cultured to meet the growing demand by the restaurant trade. The mitten crab is an ideal candidate for precocity studies because of their large size, distinct secondary sex characters, wide distribution and abundant availability from commercial farms. In this article, progress in several aspects of precocity of E. sinensis is reviewed, including the phenomena of precocity and its effect, identification of precocious crabs, factors related to precocity (temperature, salinity, light, nutrition, stocking density, and germplasm), relationships between precocity and neuro-endocrine system, steroid hormones or hepatopancreas, prevention and control methods of precocity. In addition, possible future directions for the study of precocity are suggested.     

Genotyping‐by‐sequencing for construction of a new genetic linkage map and QTL analysis of growth‐related traits in Pacific bluefin tuna

Pacific bluefin tuna (Thunnus orientalis) has high market value, but its wild populations have decreased in recent years. The broodstock of Pacific bluefin tuna that were hatched artificially and reared under aquaculture conditions is beginning to be used for production. The creation of broodstock with commercially valuable traits, such as rapid growth, is therefore of great interest. Genetic linkage map‐based identification of markers associated with quantitative trait loci (QTLs) facilitates marker‐assisted selection (MAS) breeding and allows efficient genetic improvement of broodstock. Single nucleotide polymorphism (SNP)‐based genetic linkage map construction using the genotyping‐by‐sequencing method can expand the number of mapped markers and help identify growth‐related QTLs. In this study, we constructed sex‐specific maps for 24 linkage groups consisting of 677 SNP and 651 microsatellite markers. The total lengths of 93 progenies in the mapping population followed normal distribution, with an average length of 9.4 mm. We performed composite interval mapping in the mapping population. QTL analysis revealed one significant QTL in LG10 on the female linkage map. The genetic linkage map—the second such map generated for Pacific bluefin tuna—and the growth‐related QTLs detected in this study will be useful for tuna aquaculture MAS programs.     

刺参(Apostichopus japonicus)重要经济性状相关SNP标记的验证分析

本研究在前期构建的刺参(Apostichopus japonicus)高密度遗传连锁图谱和QTL分析的基础上,筛选出26个与体长、体重、体宽、棘刺总数、抗病力相关的SNP位点,设计出可用于HRM检测的SNP扩增引物13对。在扩大群体中利用HRM小片段法对这13个刺参重要经济性状相关的候选SNP位点进行分型和多态性检测,并结合扩大群体的相关性状数据进行了QTL位点验证。多态性结果显示,13个位点中有3个单态性位点,其余10个多态性位点中有3个位点为低等位多态性,7个位点为中等位多态性。10个多态性位点的最小等位基因频率(MAF)介于0.016(SNP113)～0.332(SNP160)之间,平均值为0.173;各位点的观测杂合度(Ho)介于0.031(SNP113)～0.818(SNP9)之间,平均值为0.433;期望杂合度(H_o)介于0.031(SNP113)～0.834(SNP9)之间,平均值为0.402;多态信息含量(PIC)介于0.030(SNP113)～0.393(SNP160)之间,平均为0.248,有6个位点偏离HardyWeinberg平衡。QTL验证结果表明,SNP40和SNP160位点为与生长(体长、体重、体宽)相关的位点,各位点的优势基因型分别为SNP40(CC)和SNP160(AA);SNP88、SNP112和SNP126这3个位点为与抗病力相关的位点,各位点的优势基因型为SNP88(CC)、SNP112(AA)和SNP126(TT)。基于这5个位点构建生长和抗病二倍型,发现二倍型K_1(CC AA TT)抗病力最强,S_1(CC AA)、S_3(CC AC)在生长方面优势显著,相关研究结果可为分子标记辅助育种在生产中应用提供基础数据。     

刺参(Apostichopus japonicus)重要经济性状相关SNP标记的验证分析

本研究在前期构建的刺参(Apostichopus japonicus)高密度遗传连锁图谱和QTL分析的基础上,筛选出26个与体长、体重、体宽、棘刺总数、抗病力相关的SNP位点,设计出可用于HRM检测的SNP扩增引物13对。在扩大群体中利用HRM小片段法对这13个刺参重要经济性状相关的候选SNP位点进行分型和多态性检测,并结合扩大群体的相关性状数据进行了QTL位点验证。多态性结果显示,13个位点中有3个单态性位点,其余10个多态性位点中有3个位点为低等位多态性,7个位点为中等位多态性。10个多态性位点的最小等位基因频率(MAF)介于0.016(SNP113)~ 0.332(SNP160)之间,平均值为0.173;各位点的观测杂合度(Ho)介于0.031(SNP113)~0.818(SNP9)之间,平均值为0.433;期望杂合度(He)介于0.031(SNP113)~0.834(SNP9)之间,平均值为0.402;多态信息含量(PIC)介于0.030(SNP113)~0.393(SNP160)之间,平均为0.248,有6个位点偏离Hardy- Weinberg平衡。QTL验证结果表明,SNP40和SNP160位点为与生长(体长、体重、体宽)相关的位点,各位点的优势基因型分别为SNP40(CC)和SNP160(AA);SNP88、SNP112和SNP126这3个位点为与抗病力相关的位点,各位点的优势基因型为SNP88(CC)、SNP112(AA)和SNP126(TT)。基于这5个位点构建生长和抗病二倍型,发现二倍型K1(CC AA TT)抗病力最强,S1(CC AA)、S3(CC AC)在生长方面优势显著,相关研究结果可为分子标记辅助育种在生产中应用提供基础数据。     

吉富尼罗罗非鱼Ikaros基因5'调控区的克隆、序列分析及抗无乳链球菌相关SNP位点筛选

为获得尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)抗链球菌病相关的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记,本研究通过染色体步移法克隆了尼罗罗非鱼Ikaros基因5′调控区序列,长度为4178 bp,并使用生物信息学软件对Ikaros基因的启动子和转录调控元件进行预测和分析。利用PCR产物直接测序法从亲本(P0)尼罗罗非鱼Ikaros基因5′调控区中筛查到5个SNPs,分别为SNP1(g.562,GA)、SNP2(g.217,GT)、SNP3(g.–53,CT)、SNP4(g.–220,TC)和SNP5(g.–579,TC)。利用Snapshot技术对子一代(F1)尼罗罗非鱼易感群体和抗病群体进行相应SNPs的基因分型,分析两个群体遗传多样性参数,结果显示多态信息含量(polymorphism information content,PIC)值在0.0872~0.3747之间,表明Ikaros基因5′调控区中所有SNPs的多态性均较低。Ikaros基因5′调控区SNPs与抗链球菌病性状关联分析结果表明,SNP2、SNP3、SNP4和SNP5的基因型频率和等位基因频率在易感群体和抗病群体中存在显著差异(P0.05)。连锁不平衡分析结果显示Ikaros基因5′调控区SNPs可形成1个单倍块和5种单倍型,其中GGCTT单倍型与抗病性显著相关(P0.05),GGTCT和GTCCC单倍型与易感性显著相关(P0.05)。此外,还发现SNP2和SNP5处于完全连锁状态(r~2=1,LOD=57.25,D′=1),可作为罗非鱼抗链球菌病遗传育种的标签SNP。综上所述,在Ikaros基因5?调控区筛选到4个抗链球菌病相关SNPs和1个单倍型(GGCTT),均可作为尼罗罗非鱼分子育种的候选分子标记。     

缢蛏EGFR基因内含子1内SNP位点多态性与生长性状相关性

为研究缢蛏表皮生长因子受体基因(epidermal growth factor receptor,EGFR)单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)与生长性状(壳长、壳宽、壳高和体质量)的相关性。本实验利用直接测序法从缢蛏EGFR基因的第一个内含子序列中共筛选到17个SNP位点。卡方检验结果显示,在17个位点中,有13个位点符合Hardy-Weinberg平衡,位点多态性检测显示17个位点中有10个位点表现为中等多态性(0.25PIC0.5)。利用一般线性模型(general linear model,GLM)及多重比较对缢蛏EGFR基因中17个SNPs的多态性与生长性状(壳长、壳宽、壳高和体质量)进行相关性分析,结果显示,16个SNP位点均与缢蛏的壳长、壳宽、壳高及体质量呈显著性相关。由此可见,EGFR基因可作为缢蛏生长性状改良的候选辅助分子标记,并且为进一步研究其生长相关功能奠定基础。     

仿刺参疣足数量SNP遗传力评估

随着测序技术的发展,基于单核苷酸多态性(SNP)分子标记的遗传力估计比传统法准确性更高,已被广泛应用于动植物育种中。本研究对不同地理仿刺参(Apostichopusjaponicus)群体的疣足数量进行重测序全基因组水平的SNP遗传力估计,结果显示,次等位基因频率(Minorallele frequency,MAF)>0.05时,在50K SNP基础上均匀抽样,不同SNP密度的仿刺参疣足数量SNP遗传力估计均值范围为(0.566±0.022)~(0.612±0.003);MAF>0.1时,SNP遗传力估计均值范围为(0.586±0.015)~(0.615±0.016),说明50K低密度SNP标记足够捕获数量性状基因座(QTL)大效应和小效应;同时,染色体水平SNP遗传力估计值显示,单个染色体对遗传力的贡献和其长度显著相关,暗示仿刺参疣足数量是一个复杂的数量性状,与该性状相关的基因效应位点散布在各染色体,并由多基因共同作用。本研究结果可为海参低密度SNP芯片的设计开发及海参遗传参数评估提供一定的理论依据。