牙鲆体质量与形态性状的异速生长分析

为分析牙鲆(Paralichthys olivaceus)体质量与形态性状之间异速生长的遗传规律,通过人工受精的方法建立牙鲆19个全同胞家系,测量了牙鲆不同日龄的体质量和形态性状。采用逐步回归方法建立最优联合异速生长模型,将此模型镶嵌到体质量动物模型的每个遗传和环境效应中,进一步分析对多个形态性状异速生长遗传规律。静态异速生长分析表明:体质量与全长之间存在最大异速生长指数(1.415 5),表现为正异速生长,剩余形态性状与体质量之间的异速生长指数为0.061 5~0.718 0,皆表现为负异速生长。全长与尾柄高之间异速生长指数的正遗传相关最大(0.907 8);全长与尾柄长之间的负遗传相关最大(-0.946 8)。不同模型通过统计标准比较,确定模型Ⅰ为进行牙鲆动态异速生长分析的最优随机回归模型。     

虹鳟生长性状的随机回归分析

生长和抗逆是水产动物遗传育种工作中最重要的农艺性状,虹鳟的生长性状关乎虹鳟规模化养殖的生产经济效益,为了从遗传上精细解析虹鳟的生长性状,我们从渤海、丹麦、挪威、唐纳森和加利福尼亚5个虹鳟(Oncorhynchus mykiss)种系间的双列杂交开始,进行了连续4代的继代选育。本研究测量了第4代总共4368个实验个体在516日龄、608日龄、668日龄、883日龄和1036日龄5个时间点的生长数据。采用随机回归测定日模型,对虹鳟生长性状进行了动态遗传分析。根据贝叶斯信息准则,确定3阶勒让德多项式为拟合体重和体长的加性遗传效应和永久环境效应变化的最优子模型。利用双变量随机回归模型同时分析体重和体长两个生长性状。它们的遗传力在400～1000日龄之间呈现递减趋势,分别从0.288下降到0.164和从0.469下降到0.186,并且在该生长区间内体长的遗传力始终高于体重的遗传力。无论体重还是体长性状,在不同日龄之间的遗传相关都随着生长间隔的增大而降低,但是两个性状在生长初期和后期之间的遗传相关较高(遗传相关系数0.75以上),尤其是体重(遗传相关系数0.85以上),该研究结果为虹鳟早期的遗传选育提供了理论支撑。两个性状之间在相同日龄之间的遗传相关均在0.75以上,在不同日龄之间的遗传相关随着生长间隔的增大由0.83下降到0.63。以上的研究结论为虹鳟生长性状(主要是体长和体重)的遗传选育提供了理论基础,同时也为虹鳟的体长和体重两个性状的联合选育提供了精确的遗传分析结果,由于两性状在前期有较高的遗传相关,因此建议在虹鳟生长前期(400日龄)进行联合选择。     

吉富罗非鱼家系选育3代后形态性状变异及其对体质量的影响

以吉富罗非鱼引进群体(P)及其家系选育第三代(F3)为实验对象, 测定了群体的体质量(Y)、体长(X1)、体宽(X2)、体高(X3)4个性状, 通过相关分析、通径分析和回归分析, 计算相关系数、通径系数和决定系数, 建立多元回归方程, 对P和F3间形态性状及其对体质量的影响程度进行对比分析。结果显示: 1) 与亲本相比, F3体质量、体长、体宽和体高4项指标都有显著提高, 同时变异系数有一定下降, 体型趋于一致, 其中雌性变化较大。2) F3较P 3项形态性状指标对体质量影响最大者均由体高×体长变为体长。3) 与P相比, F3体长、体宽和体高3项形态性状对体质量的影响力有所下降。     

不同模型估计牙鲆家系间生长性状遗传参数的比较分析

利用中国水产科学研究院北戴河中心实验站2006~2009年间牙鲆选育家系240日龄生长性状的测定记录,对4种不同动物模型估计的生长性状遗传参数进行了比较分析。不同模型分别包括了加性遗传效应、母体遗传效应和全同胞效应。利用MTDFREML程序采用非求导约束极大似然法(DFREML)估计各模型中的方差组分。用似然比检验对不同模型的差异进行检验。结果显示,对于牙鲆240日龄体重、体长和体高,母体遗传效应和全同胞效应都有显著的影响,应用模型Ⅳ进行分析,体重、体长和体高的遗传力分别为0.30、0.32和0.39。体重与体长、体高的正向遗传相关分别为0.93和0.95;体长与体高的正向遗传相关为0.90。     

电子标记辅助虹鳟家系建立及快速生长家系筛选

以中国水产科学研究院黑龙江水产研究所选育的虹鳟(Oncorhynchus mykiss)优良品系G1世代为基础群体,开展了电子标记辅助的大规模虹鳟家系构建工作,建立了G2世代全同胞家系72组,并初步进行了快速生长家系的筛选工作。对不同家系鱼种进行电子芯片植入后放在同池进行生长比较,本研究中虹鳟上市日龄(约为850日龄)体质量、体长的总体家系效应都达到了极显著水平(P<0.0001);通过对不同家系间850日龄体质量和体长的家系效应显著性检验与最小二乘均值的多重比较分析,获得了682BABB、6717B7A、6828308、682A50A、6829C24、6829DC7、682A382、68284DA这8个体质量和体长性能优良的家系。上述家系将作为优先入选家系进入组建G3世代的储备亲本群体。本研究结果可以与本课题组先期开展的基于个体育种值BLUP分析的多性状复合育种工作相互印证。这将有助于提高对虹鳟生长性状进行遗传选择的准确性,同时对其他水生动物数量性状的遗传选育研究也具有借鉴意义。     

网箱养殖点篮子鱼形态性状与体质量灰色关联分析

随机选取10月龄深水抗风浪网箱养殖的点篮子鱼183尾,体质量14.8～199.4g,体长8.0～18.7cm,采用灰色关联分析方法对全长、体长、体宽、体高、眼径、吻长、眼后头长、头长、头高、尾柄高、尾柄长等11个形态性状与体质量的关联度进行了分析和评价。研究结果显示,网箱养殖点篮子鱼的形态性状与体质量的关联度为0.3962～0.9702,其中,与体质量关联度最高的前3个形态性状为体长、全长和体高,关联度分别为0.9702、0.9693、0.9668,其余形态性状与体质量的关联度依次为全长体高体宽吻长尾柄长尾柄高头高眼后头长头长眼径。综上,宜将体长、全长和体高选为间接选育点篮子鱼体质量的形态指标,本研究将为点篮子鱼群体选育提供理论依据和分析方法。     

鳜鱼生长性状遗传参数的估计

为深入了解选育过程中鳜鱼(Siniperca chuatsi)生长性状的遗传变化规律,本研究以来自湖南、江苏、广东的翘嘴鳜为基础群体,构建了21个同胞半同胞家系,利用动物模型对不同家系进行了遗传分析:鳜鱼210日龄体重、体长的遗传力为0.40、0.45,属于高遗传力;体高的遗传力为0.29,属于中遗传力。相关分析表明,鳜鱼体重?体长间的遗传相关为0.96;体长?体高间的遗传相关为0.92,体重?体高间的遗传相关为0.94,因此进一步选育采用个体选育或者个体选育与家系选择法相结合的方法都能获得较好的结果;对某一生长性状进行选育时,其他两个相关性状也会得到间接选育。经过选育鳜鱼F2群体平均体重遗传进展为7.5 g,较第一代增加7.5%,F3群体平均体重的遗传进展为9.75 g,较第二代增加9.0%。F3群体平均体长与F1比较无显著提高。F3群体平均体高的遗传进展为0.22 cm,较第一代增加9.9%。本研究旨在为提高鳜鱼育种效率提供重要参数,加速育种进程。     

大口黑鲈生长性状的遗传参数和育种值估计

采用最佳线性无偏差预测法(BLUP法)对大口黑鲈(Micropterus salmoides)体质量、体长和体高的遗传参数和育种值进行估计.4月龄和6月龄的体质量遗传力分别为0.29±0.08和0.28±0.10、体长遗传力分别为0.31±0.08和0.26±0.10,6月龄的体高遗传力为0.29±0.10.这些性状的传力都属于中度遗传力(P＜0.01),表明在加性效应控制下,大口黑鲈生长性状具有较大的遗传改良潜力.6月龄的体质量与体长、体质量与体高及体长与体高的遗传相关分别为0.790±0.094、0.820±0.081和0.990±0.001,这些性状之间均表现为高的正遗传相关性(P＜0.01),说明在对体质量进行选择的同时,其他生长性状也可以获得相应的间接选择反应.从不同评定方法的秩相关来看,6月龄时综合育种值与体质量育种值、体长育种值以及体质量育种值与体长育种值的秩相关系数均达到了极显著(P＜0.01),分别为0.998、0.914和0.890,用综合育种值对大口黑鲈的评定名次排序与用单性状育种值排序的差异不大.本研究对大口黑鲈生长性状的遗传参数和育种值进行确定与分析,旨在为该物种的人工选育提供理论依据和技术参考.     

不同温度下哲罗鲑幼鱼生长性状的遗传参数估计

采用每4个雄性亲本与1个雌性亲本交配的巢式设计方法,建立哲罗鲑(Hucho taimen)9组母系半同胞、34个父系全同胞家系.19个家系置于(13±1.5)℃(高温),15个家系置于(9±1.5)℃(低温)条件下饲养,计算幼鱼各月龄的体质量和体长性状的遗传力和遗传相关.结果表明,哲罗鲑幼鱼在低温条件下体质量遗传力为0.413～0.675,体长遗传力为0.297～0.777;高温条件下体质量遗传力为0.396～0.558,体长遗传力为0.194～0.624,均属于中高遗传力.在2个温度条件下母本间遗传方差组分均大于父本间遗传方差组分,存在较大的母本效应或显性效应,而根据父本间遗传方差组分估计的遗传力较为无偏.低温条件下体长、体质量遗传力估计值高于高温条件下的估计值,表明基因和环境互作效应较为明显,在低温条件下对体长和体质量进行选择能达到更好的效果.体长和体质量在不同生长时期、不同温度条件下都具有显著的遗传正相关和表型正相关(P＜0.05),表型相关系数为0.815～0.939,遗传相关系数为0.794～0.939,表明通过体质量或体长进行选育均能达到改良生长性状的目的.     

草鱼生长性状的遗传参数和育种值估计

利用草鱼(Ctenopharyngodon idellus)生长性状选育核心群亲本,采用人工授精方式构建21个全同胞家系,并选用动物模型对16月龄草鱼生长性状进行遗传参数和育种值估计。结果显示,草鱼选育种群的生长性状存在丰富变异。采用约束极大似然法估计方差组分,发现草鱼体重、体长和体高性状的遗传力分别为0.39,0.47,0.21,属于中高遗传力;肥满度性状遗传力为0.11,属于低遗传力;4个性状的共同环境效应值相近且较小,范围为0.07~0.17。采用两性状动物模型分析相关性,发现体重、体长和体高性状间表型和遗传相关系数均达到高度正相关(r=0.88~0.97),而肥满度性状与三者间相关系数接近零,只与体高性状存在一定遗传正相关(r=0.43)。结合各性状遗传变异系数和相对遗传进度,分析表明,以体重为目标性状可便捷有效地改良草鱼生长性能。采用最佳线性无偏估计法预测个体育种值,发现4个性状育种值与表型值的相关系数范围为0.77~0.93。基于单性状育种值和表型值分别进行个体选择,按10%留种率,各性状选留个体相同率为68.75%~81.82%,秩相关系数范围为0.19~0.81,两种选择方式显示出较大差异,且差异大小与性状遗传力成反比例。本研究为草鱼生长性状选择育种提供了理论依据和技术支撑。     

Genetic analysis of the main growth traits using random regression models in Japanese flounder (Paralichthys olivaceus)

For body weight (BW) and morphological traits measured repeatedly during growth in Japanese flounder, random regression models (RRMs) were constructed to genetically analyse growth curves and relative growth of morphological traits to BW or body length (BL). In the RRM of growth curves, genetic effects were optimally modelled using Legendre polynomials of two orders for six growth traits. Family and permanent environmental effects remained constant for morphological traits, whereas family effects changed linearly for BWs. During the measuring periods, the heritabilities of the traits increased with age and ranged from 0.256 to 0.843 for BW, 0.379 to 0.806 for body height, 0.338 to 0.773 for BL, 0.286 to 0.665 for head length, 0.159 to 0.708 for length of caudal fin and 0.335 to 0.774 for width of caudal peduncle. Genetic correlations for each trait decreased with increased lag in days of age. In the RRM of relative growth, all morphological traits analysed were significantly associated with BW and BL. The heritabilities for the allometries of morphological traits to BWs ranged from 0.251 to 0.755, whereas those to BLs ranged from 0.412 to 0.871. The majority of genetic correlations among these allometry scalings were negative. These estimated parameters can be utilized to not only guide the efficient selection of traits, but also to genetically regulate synchronous growth of body shape with BW in Japanese flounder.     

应用重复力模型估计虹鳟生长性状的遗传力和育种值

采用单性状重复观测值动物模型（重复力模型）对中国水产科学研究院黑龙江水产研究所渤海冷水性鱼类试验站5个品系后代的4026尾虹鳟 (Onchorynchus mykiss) 的生长性状（体重、体长和肥满度）进行了遗传参数和育种值的估计，并对各个性状的表型和遗传趋势进行预测。在此模型中考虑了年份-季节固定效应、父本固定效应和母本固定效应；随机效应有个体的加性效应和个体永久环境效应。结果表明：该5个品系虹鳟及后代体重的遗传力为0.35，体长为0.10、肥满度为0.34。个体间的育种值差异较大，仅排名前20位相差近10倍；从不同评定方法的秩相关来看，用综合育种值法与单个性状方法之间存在极显著的相关，其相关度分别为0.998, 0.877, 0.85. -0.071, -0.064和-0.13。用综合育种值对虹鳟个体的选择价值的评定和名次排列, 以及与单个性状的评定名次有着一定程度上的差别。体重、体长和肥满度性状，其表型趋势与遗传趋势基本一致的品系，均可通过表型值进行选择。     

虹鳟不同养殖群体形态性状变异的初步研究

本文采用鱼类形态度量学和框架度量学相结合的方法，对五个不同虹鳟养殖群体（1．渤海群体2．丹麦群体3．道氏群体4．挪威群体5．加州群体）20个比例性状进行了主成分分析，结果表明：虹鳟的形态指标大致可归纳为“大小因子”、“摄食因子”、“游泳因子”、“形态因子”和“头型因子”能较完整（82．66％）地描写虹鳟的外形特征；道氏以外的4个虹鳟群体的形态学特征存在较大的相似性，道氏群体与其他4个虹鳟群体的形态差异较大；通过比较其形态性状以便评估其种内的变异以及各个性状伴随着生长而产生的变化，为今后虹鳟的选育方案设计及选择应答的预测提供参考。     

应用不同模型估计虹鳟生长性状的遗传参数

利用黑龙江水产研究所渤海冷水性鱼类试验站2001至2006年5个品系虹鳟生长性状(体重、体长和肥满度)的测定数据,应用单性状和两性状动物模型估计遗传参数并对方差组分的差异比较分析.结果如下:体重的遗传力为0.20±0.05～0.45±0.03、体长为0.27±0.04～0.60±001、肥满度为0.32±0.06～0.47±0.03.虹鳟12月龄的生长性状间存在着较强的表型相关和遗传相关,其中表型相关为0.92、0.84、0.88,遗传相关为0.92±0.03、0.90±0.05、0.92±0.02;18月龄生长性状的遗传和表型相关分别为0.53±0.01、0.51±0.05～0.43±0.02、0.22、0.06～0.22;24月龄生长性状的遗传和表型相关分别为0.31±0.04、-0.91±0.14、-0.90±0.11、0.36、-0.03、-0.13;从不同模型的比较结果来看,体长和肥满度性状均以用两性状动物模型检测效果较好,体重则表现为单性状动物模型强于两性状动物模型.     

Allometric and ontogenetic patterns related to feeding of a neotropical fish, Satanoperca pappaterra (Perciformes, Cichlidae)

Abstract –  This study aims to analyse whether Satanoperca pappaterra changes its feeding habit throughout ontogenetic development, and whether morphological ontogenetic patterns are related to its feeding habit and food capture. We collected 258 individuals in the Cuiabá river basin (Brazil) for analyses. There was a weak relationship between diet and body size, as evidenced by size class and multivariate analyses, and niche breadth did not vary strongly during ontogenetic development. Eight morphometric variables were measured in each individual. We found an isometric relationship for mouth height and width, and for head length. We found positive allometry for snout length and body height in relation to body length, whereas this relationship for intestine length and eye diameter showed negative allometry. These results suggest that morphology and consequently diet vary weakly during ontogenetic development of S. pappaterra .     

QTL for IHNV resistance and growth identified in a rainbow (Oncorhynchus mykiss) × Yellowstone cutthroat (Oncorhynchus clarki bouvieri) trout cross

Infectious hematopoietic necrosis virus (IHNV) is a major constraint to rainbow trout culture. Yellowstone cutthroat trout (Oncorhynchus clarki bouvieri) have greater resistance to this virus than do rainbow trout (O. mykiss), but the genetic mechanism of this resistance is not understood. We conducted a genome scan using a backcross of cutthroat trout into a rainbow trout background to estimate the number and locations of quantitative trait loci (QTL) associated with IHNV resistance and growth in trout. IHNV resistance was considered in terms of both survival (binary trait) and days to death (quantitative trait). The genetic map was scanned using interval mapping via two different approaches: one model considered survival alone and a second two-part model combined both survival and days to death. Three QTL were significantly (P ≤ 0.05) associated with virus resistance genome-wide, explaining 32.5% of the phenotypic variation. Cutthroat alleles at two of these QTL resulted in increased resistance to the pathogen, as expected. No growth QTL were detected in this cross. We suggest that these traits are genetically independent.     

Selective breeding provides an approach to increase resistance of rainbow trout (Onchorhynchus mykiss) to the diseases, enteric redmouth disease, rainbow trout fry syndrome, and viral haemorrhagic septicaemia

In this study, we reasoned that if we challenged rainbow trout with the causative agents of enteric redmouth disease (ERM), rainbow trout fry syndrome (RTFS), and viral haemorrhagic septicaemia (VHS), we would: 1) detect additive genetic variation for resistance to ERM, RTFS, and VHS; and 2) find that resistance of the trout to ERM and RTFS are favourably correlated genetically, while resistance to VHS is unfavourably correlated with resistance to ERM and RTFS. We tested these premises by challenging 63 full-sib families of rainbow trout (50 sires, 38 dams) with Yersinia ruckeri, Flavobacterium psychrophilum, and VHS virus, the causative agents of ERM, RTFS, and VHS. Resistance to each disease was assessed as both a binary trait (i.e., died/survived) and a longitudinal trait (i.e., time until death following challenge). Additive genetic variation and genetic correlations for resistance to ERM, RTFS, and VHS were estimated by fitting a threshold liability model to resistance assessed as a binary trait. As a longitudinal trait, additive genetic variation and genetic correlations were estimated by fitting a Weibull frailty model to the times until death. Our findings support the first of our premises as we detected additive genetic variation for resistance to ERM, RTFS, and VHS. The heritability for resistance to ERM, RTFS, and VHS ranged between 0.42 and 0.57 on the underlying liability scale when resistance was assessed as a binary trait. As a longitudinal trait, the heritabilities ranged between 0.07 and 0.21 for time until death on the logarithmic-time scale. We were, however, unable to support our second premise as we found that resistance to each of the diseases tended to be weakly correlated genetically. The genetic correlations between the resistances ranged between −0.11 and 0.15 when resistance was assessed as a binary trait, and between −0.23 and 0.16 when resistance was assessed as a longitudinal trait. These findings are encouraging for commercial trout production. The additive genetic variation detected for resistance demonstrates that selectively breeding trout for resistance to ERM, RTFS, and VHS will be successful, providing a complementary approach to control these diseases. The weak genetic correlations suggest that it should be relatively easy to improve resistance to each of the diseases simultaneously.     

虹鳟完全双列杂交试验生长性状遗传分析

通过来自渤海、丹麦、道氏、挪威和美国加州的5个虹鳟(Onchorynchus mykiss)养殖群体的完全双列杂交试验,分别在第249天、397天、552天和771天4个时间点观测了体重和体长变化。多重比较分析发现,20个杂交组合与对应5个自繁系之间在体重或体长性状上存在显著差异(P0.05)。采用最小二乘分析法估算了不同时间点体重和体长的一般配合力、特殊配合力、反交效应、母体效应及自繁效应值。结果显示,只有少数的遗传效应是显著存在的,而且这些遗传效应在不同性状和不同时间点的表现不尽相同。整个观测过程中,渤海群体和道氏杂交组合的体重和体长生长速度都是最快的,并且在体长上与对应的自繁系比较差异显著(P0.05)。体重性状上,道氏群体的一般配合力在249日龄和397日龄时最大,且均显著存在(P0.05);母体效应在249日龄时显著存在(P0.05),其效应值仅次于丹麦群体。体长性状上,道氏群体的母体效应在249日龄和397日龄时最大,且均显著存在(P0.05)。在所有杂交组合中,渤海和道氏杂交组合最为高效,体重性状上,整个观测过程中其特殊配合力为最大;体长性状上,其特殊配合力均为正值(0.30,0.03,0.17,2.55),在771日龄时为最大,并显著存在(P0.05)。研究表明,以道氏群体作为亲本之一可有效提高虹鳟后代生长性能,渤海和道氏群体的杂交组合效果最好,可以作为选育的基础群体。     

基于ITS1基因分析亚东鲑(♂)、虹鳟(♀)及其F_1代遗传关系

虹鳟、棕鳟均为优质水产养殖品种,亚东鲑为棕鳟的同物异名,是19世纪西藏由欧洲引进。为探索杂种优势,对亚东鲑和虹鳟进行杂交试验,对其子一代幼鱼与虹鳟、棕鳟进行了体长和体质量测定。采用ITS1基因分析其遗传关系,并与巴基斯坦引进的棕鳟对比研究。结果发现F_1代体长、体质量增长快于虹鳟、棕鳟,其遗传多样性高于亚东鲑和虹鳟,略低于棕鳟,表明F1代具有一定杂种优势。此外,棕鳟较高的遗传多样性也反映出从巴基斯坦引进的发眼卵遗传背景较好,具有进一步养殖选育的潜力。