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。     

大菱鲆生长和耐高温性状的遗传参数估计

对来自40个家系的753尾大菱鲆个体进行耐高温实验,测定其生长和耐高温性状.基于是否考虑全同胞家系效应,建立了两种动物模型,用于估算大菱鲆生长和耐高温性状的遗传参数.利用WOMBAT程序采用平均信息约束极大似然法估计各模型中性状的方差组分,用似然比检验法进行不同模型的差异检验.方差组分分析结果显示,估计体质量遗传参数时,采用模型Ⅰ效果较好,相应遗传力为(0.22±0.09)；估计肥满度时,两模型间差异不显著,其遗传力范围为(0.21±0.18)～(0.39±0.11)；估计耐热性时,采用模型Ⅰ比较理想,遗传力为(0.026±0.034).表型和遗传相关分析结果表明,体质量与肥满度、耐热性的表型相关系数分别为0.13和0.04,肥满度与耐热性的表型相关系数为0.13；体质量与肥满度、耐热性遗传相关系数分别为0.01和-1.00,肥满度与耐热性的遗传相关系数为0.05.研究结果表明,没有考虑全同胞家系效应的模型Ⅰ是估计大菱鲆生长和耐高温性状遗传参数的较好模型.     

罗氏沼虾生长性状的遗传参数及其相关性

对106个罗氏沼虾家系(包括32个半同胞家系)5月龄的5个生长性状进行测量。采用动物模型,把性别、雌虾出池时是否抱卵作为固定效应,并以日龄为协变量,借助DFREML方法估计头胸甲长、腹长、最后腹节长、体长和体重等性状的方差组分,进行遗传参数的估算。结果表明,5个生长性状的变异系数中体重的变异系数最大,为36.80;罗氏沼虾5月龄头胸甲长、腹长、最后腹节长、体长和体重的遗传力分别为0.06、0.07、0.02、0.07和0.07,生长性状的遗传力属低遗传力;5个生长性状的表型相关系数在0.398～0.910之间,遗传相关系数在0.35～1.0之间,其中头胸甲长与体长的遗传相关程度最高,遗传相关系数为1.0,体长与体重的遗传相关程度次之,遗传相关系数为0.98。本研究可为罗氏沼虾的进一步选育提高和杂交利用提供科学依据和理论参数。     

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。     

日本囊对虾早期生长性状遗传参数估计

基于68个日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)全同胞家系,采用混合线性模型和约束极大似然法对日本囊对虾生长性状进行遗传参数的估计。结果表明:1)45日龄、75日龄体长性状的遗传力估计值分别为0.1545±0.0505、0.1933±0.0475,腹节长性状的遗传力估计值分别为0.1672±0.0473、0.1937±0.0468,体重性状的遗传力估计值分别为0.1934±0.0439、0.1992±0.037,均为中等遗传力;2)不同日龄下日本囊对虾生长性状间的表型相关与遗传相关均为高度正相关,45日龄体长–腹节长、体长–体重、腹节长–体重的表型相关为0.7121±0.0188、0.5147±0.0277、0.5052±0.0280,遗传相关为0.9896±0.00340、0.9304±0.0321、0.9429±0.0301,75日龄体长–腹节长、体长–体重、腹节长–体重的表型相关为0.6710±0.0236、0.6555±0.0181、0.6534±0.0160,遗传相关为0.7637±0.0161,0.7479±0.0148,0.7177±0.0131。本研究表明对日本囊对虾生长性状进行选择是有效的,以体长、腹节长、体重任一性状作为指标进行选育均可达到生长改良的目的,本研究结果可为日本囊对虾的早期选择育种和多性状选择提供数据参考。     

俄罗斯鲟早期生长性状遗传参数的估计

采用人工授精技术和家系标准化培育技术构建了30个俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedtii)父系全同胞家系(包含6个母系半同胞组),培育至150日龄和410日龄时,分别从每个家系中随机测量50尾个体的体长和体重。利用ASReml软件进行方差组分的估计,应用多性状动物模型进行俄罗斯鲟生长性状遗传参数的估计。结果表明,150日龄俄罗斯鲟体长和体重的遗传力分别为0.16±0.055、0.18±0.058,410日龄俄罗斯鲟体长和体重的遗传力分别为0.18±0.070、0.094±0.049,不同日龄生长性状的遗传力均为低遗传力,表明俄罗斯鲟更适合大规模家系的育种方法;150日龄和410日龄俄罗斯鲟体长和体重2个生长性状的表型相关和遗传相关均为高度正相关,其中表型相关系数分别为0.91、0.85,遗传相关系数分别为0.62、0.57,说明对体重或体长进行选育,均能实现改良生长性状的目标;不同日龄俄罗斯鲟家系平均体重的平均变异系数高于平均体长,前者为29.09%、29.46%,后者为10.16%、8.43%,表明俄罗斯鲟体重性状更具选育潜力。本研究估测了俄罗斯鲟不同时期生长性状的遗传参数,旨在为下一步合理制定该物种育种方案提供参考依据。     

三角帆蚌紫色选育系1龄阶段内壳色及生长性状的遗传参数估计

采用群体选育辅助种内群体间杂交选育的方法,以内壳色、体质量作为选育性状,经过连续4代的选育获得了紫色选育系F4。本实验以F4为亲本进行繁殖,利用6对微卫星标记,对15个同批繁育的F4母蚌的1龄后代进行亲子鉴定,鉴别出了来自12个父本、15个母本的42个全同胞家系,使用ASREML软件的约束极大似然法对三角帆蚌内壳色及生长性状进行了遗传参数分析。结果显示,内壳色颜色参数L*、a*、b*、dE*的遗传力分别为0.31±0.22、0.11±0.08、0.36±0.18、0.29±0.19,L*、a*、b*之间的遗传相关和表型相关均较低,范围为0.08~0.47和0.04~0.32,L*与dE*相关性最大,遗传相关为-0.94±0.06,表型相关为-0.96±0.01;生长性状壳长、壳高、壳宽、体质量和壳重的遗传力分别为0.24±0.19、0.37±0.27、0.26±0.16、0.26±0.17、0.31±0.19,各性状间遗传相关和表型相关均为正相关,分别为0.71~0.92、0.66~0.94;颜色参数与生长性状的遗传相关和表型相关均很低,为0.02~0.18。三角帆蚌紫色选育系1龄阶段内壳色和生长性状的遗传力多为中高水平,对其继续进行遗传改良预期能够获得良好遗传进展。内壳色与生长性状的相关度很低,无法实现相互选择,体质量与其他生长性状相关均较紧密,表明将内壳色、体质量作为目标性状进行同步选育的方法合理,可实现同时改良壳色及生长性能的目的。     

中国对虾生长性状遗传参数的估计

通过人工授精的方法建立了中国对虾21个半同胞家系(47个全同胞家系)。测量了中国对虾21个半同胞(47个全同胞)家系的体长、头胸甲长、头胸甲宽、第2和第3腹节处宽、第2和第3腹节处高、第1腹节长、第6腹节长和体重,共测量中国对虾1387尾。采用混合家系材料,利用Mtd-freml软件中的动物模型进行分析,平均体重作为协变量,得到的生长性状遗传力在0.04～0.20。体重遗传力为0.14±0.16。体长的遗传力为0.10±0.06,头胸甲长为0.07±0.06,头胸甲宽为0.05±0.04,第2、3腹节宽为0.20±0.16,第2、3腹节高的最低为0.04±0.13,第1腹节长为0.09±0.09,第6腹节长为0.19±0.15。各个性状间表现出高的正相关,其中头胸甲宽和体长以及2.3腹节高的遗传相关最大,达到了1.0±0.01,第1腹节长和2.3腹节宽的遗传相关最小为0.82±0.08。遗传力估计结果表明,中国对虾体长、体重性状的遗传力属于中度遗传力,在加性效应控制下,对中国对虾生长性状进行选择育种具有很大的遗传改良潜力,可以获得较好的选择效果。性状间高遗传相关说明在对体重进行选择的同时,其余的生长性状可以获得相关的间接选择反应。通过性状间的相关关系研究,可以对两性状间的关系进行明确的定量,有利于制定合理的多性状选择方案。在实际育种工作过程中,可以排除一些不利的或者相关性小的性状,以达到目的性状的最佳选择进展。实验结果为中国对虾的间接选择和早期选择育种提供依据。     

草鱼幼鱼生长性状和肌肉成分的遗传参数估计

为了研究草鱼幼鱼阶段生长性状和肌肉成分的遗传改良潜力。随机采集288尾人工繁育的4月龄草鱼幼鱼,基于12对微卫星标记,鉴定出来自16个家系（8个母本,9个父本）的273尾个体,各家系、母本和父本对应子代贡献率存在极显著差异（P<0.01）。对草鱼3个生长性状（体质量、体长和肥满度）和2个肌肉成分指标（粗蛋白含量和粗脂肪含量）比较发现,3个生长性状和粗蛋白含量在家系和母系半同胞间存在显著差异（P<0.05）,而3个生长性状和2个肌肉成分指标在父系半同胞间差异均不显著（P>0.05）。基于动物模型和限制性最大似然法,草鱼4月龄体质量、体长、肥满度、粗蛋白含量和粗脂肪含量的遗传力估值分别为0.34、0.33、0.17、0.17和0.20,其中3个生长性状遗传力估值统计检验显著（P<0.05）。遗传相关分析显示,体质量与体长之间呈极显著的高度正相关（0.82, P<0.01）,肥满度与体质量和2个肌肉成分之间存在显著的正相关（0.17-0.29, P<0.05）。研究表明,草鱼4月龄生长性状具有较高的选育潜力,并可通过体长选择实现对体质量的遗传改良;推测在草鱼生长改良过程中,可能会伴随肥满度和粗脂肪含量的变化,这应当引起重视。     

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。     

Lysozyme from rainbow trout, Salmo gairdneri Richardson, as an antibacterial agent against fish pathogens

Abstract. The antibacterial effect of two lysozyme variants purified from rainbow trout, Salmo gairdneri Richardson, kidney was investigated as part of a project directed towards increasing the disease resistance of fish by the transgenic technique. Seven bacterial strains from five Gram-negative species, of which one was considered non-pathogenic, were examined. One of the rainbow trout lysozymes was surprisingly potent, having substantial antibacterial activity on all strains tested. Hen egg-white lysozyme was bactericidal only against the one species considered non-pathogenic. The data suggest that lysozyme does play a role in the disease defence of rainbow trout and that the gene for the most active lysozyme may be suitable for testing the transgenic strategy.     

光照颜色对虹鳟行为反应、血浆皮质醇和生化指标的影响

光照是影响鱼类行为、生理以及生长的主要环境因子之一。为研究光照颜色对虹鳟行为反应、血浆皮质醇、生化指标的影响,实验根据鱼类行为学研究方法,分别将白、红、黄、蓝和绿5种光照颜色灯带铺设在室内试验水槽中央底部,将虹鳟放置在水槽同一侧,观察虹鳟在水槽中穿越灯带尾次数及行为反应;根据行为生理学研究方法,分析比较在不同光照颜色下虹鳟血浆皮质醇、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)的含量差异。结果显示:5种光照颜色下虹鳟穿越灯带尾次数均低于空白组,其中黄光、白光条件下穿越灯带尾次数均显著低于空白组和其余3种光照颜色,红光、蓝光、绿光和空白组之间无显著差异。黄光条件下血浆皮质醇浓度显著高于空白组和其余4种光照颜色,空白组和其余4种光照之间无显著差异。5种光照颜色下总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)均具有显著差异。研究表明,虹鳟比较适应蓝光和绿光,对黄光和白光有一定的趋避反应,且黄光的趋避效果最强;虹鳟可通过自身生理调节以适应不同的光照颜色变化。     

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。     

虹鳟养殖品系个体繁殖力遗传进展的初步研究

自2004年至2009年历经两个世代研究了5个虹鳟(Oncorhynchous mykiss Walbaum)品系的相对繁殖力、绝对繁殖力与形态学指标的关系及其遗传进展。结果显示:美国加州、美国道氏、挪威品系的繁殖力指标好于丹麦和渤海品系。各品系绝对繁殖力与体长呈幂函数关系,即F=7.2071L1.6099(R2=0.6479,P<0.01),绝对繁殖力与体重呈线性关系,F=2243.1+1235.3W(R2=0.7371,P<0.01)。绝对繁殖力随着卵径的增加而呈增加趋势,但卵径达到(0.4±0.1)cm时这一规律不明显。5个品系子一代优势选育系(G1优势选育系)与基础种群相比较,绝对繁殖力的平均遗传进度为24.06%。     

Preliminary report on hybridization experiments in trout — Growth and survival of F1 hybrids

Hybridization experiments were carried out by crossing females of common rainbow trout with the males of albino rainbow trout. Survival rates in egg, hatchling, fry and yearling stages, and the annual growth rate were higher than those of either parent.Reciprocal crosses with females of albino rainbow trout and males of common rainbow trout showed poor survival rate. Gonadial development of these hybrids was normal.     

Variation in semen production of farmed Atlantic salmon and rainbow trout

The variation in semen production among farmed Atlantic salmon (Salmo salar) and rainbow trout (Salmo gairdneri) has been studied. Both species were stripped at weekly intervals, the Atlantic salmon four times and the rainbow trout three times.The individual variation in volume of semen was very high, particularly in rainbow trout. The total volume of semen obtained was 137 ml (20 ml/kg body weight) in Atlantic salmon and 23 ml (5 ml/kg body weight) in rainbow trout. The intraclass correlation for volume of semen was estimated at 0.73 in Atlantic salmon and at 0.59 in rainbow trout. The correlations between volume of semen and body size (weight and length) were all positive. They were all significant and medium in Atlantic salmon whereas in rainbow trout they were all low and significant only for volume of semen at first stripping.The number of males needed to supply the Norwegian fish farming industry with semen is discussed. It is concluded that the possibility of disseminating genetic improvement throughout the whole population of farmed Atlantic salmon and rainbow trout by transport of semen from selected males is considerable.     

Serotyping of Vibrio anguillarum isolated from diseased freshwater fish in Japan

Abstract. During the period from 1965 to 1980, 263 Vibrio anguillarum strains from ayu, Plecoglossiis altivelis (Temminck & Schlegel), two from rainbow trout. Salmo gairdneri Richardson, and two from eel, Anguilla japonica (Temminck & Schlegel), were collected from fish suffering from vibriosis in various parts of Japan. On the basis of cross-agglutination and cross-absorption tests with thermostable (O) antigens, six distinct serotypes (A, B, C, D, E and F) were established among 12 selected strains of V. anguillarum . 241 strains isolated from ayu and two strains from rainbow trout belonged to serotype A, six strains from ayu and one strain from eel to serotype B, 12 strains from ayu to serotype C, three strains from ayu to serotype D, one strain from ayu to serotype E, and one strain from eel to serotype F. V. anguillarum strains belonging to serotypes D, E and F have not been detected from ayu, rainbow trout and eel since 1973; these serotypes appear to be minor types. V. anguillarum strain NCMB 6 and 1669 belong to our serotype A and V. anguillarum 813 to our serotype C.     

Genetic variance for growth in rainbow trout (Salmo gairdneri)

The possibilities of genetic improvement of growth of rainbow trout were investigated. Two half-diallel crossing experiments with three strains were performed. In the second experiment families within a strain or strain combinations could be identified. One hundred fish of each strain, strain cross or family were measured at five or four different ages. Differences between strains, crosses and between families within each of them were highly significant at all ages. In juvenile stages heterosis seemed to be present, although it was not statistically significant. Differences between strains became more pronounced as age advanced. Genetic variance within strains and strain crosses was large and appeared to increase with age. Genetic improvement by selection appears promising provided mass selection is not performed too early. The small F-values of preliminary expt. 2 may indicate strong competition within each group which tends to increase residual variability.