壳白长牡蛎基因型与环境互作(G×E)效应分析

为探索壳白长牡蛎品系的壳色性状和生长性状的基因型与环境互作(G×E)效应,利用巢氏设计构建全同胞家系,每个家系分成两组分别在乳山和荣成海域进行养殖。利用线性混合模型和REML法分析11月龄壳白长牡蛎生长性状和壳色性状的遗传力及G×E效应。采用最佳线性无偏预测法(BLUP法)估计壳高和L~*两个性状的育种值,并通过加权获得综合育种值来筛选优良家系。结果显示,乳山组和荣成组的壳白长牡蛎生长和壳色性状的遗传力不同,分别为(0.14±0.08)～(0.62±0.18)和(0.01±0.03)～(0.78±0.19),可能存在尺度效应。以不同环境为固定效应,综合两个环境计算出的生长和壳色性状的遗传力为(0.02±0.02)～(0.51±0.09),然而由于部分全同胞家系缺失和模型不收敛的原因,估计模型中未包括母本/共同环境效应和显性效应,上述遗传力估计值偏高。本研究中生长和壳色性状在两个环境间的遗传相关为(–0.47±0.40)～(0.75±0.18),均小于0.8,表明壳白长牡蛎品系的生长和壳色性状都具有明显的重排效应,壳白长牡蛎品系其选育需要针对不同的养殖环境培育不同适应性的选育家系。综合育种值排名前20的个体其家系来源比例表明,家系G1和G21对于乳山海域表现出特殊的适应性,而家系G4、G22和G5对荣成海域环境具有特适性,家系G2则对两个环境具有普适性。研究为壳白长牡蛎品系的良种选育提供了重要的参考依据。     

长牡蛎壳金性状遗传参数评估及与生长性状的关联分析

采用家系选育与群体选育相结合的方法,以壳金性状和生长性状为主要选育指标,经过连续4代的选育获得了长牡蛎第4代壳金选育品系(F4)。本实验以F4代为亲本,采用巢式设计方法和人工授精技术,成功构建了25个长牡蛎壳金全同胞家系,分别测定了每个家系生长到9月龄时30个个体壳金性状颜色参数和生长性状,分析了2类性状的表型变异,并对壳金性状的遗传参数及与生长性状的相关性进行了分析。结果显示,壳金性状颜色参数L*、a*、b*、ΔE的遗传力分别为0.13±0.09、0.69±0.19、0.30±0.13、0.38±0.15;L*、a*、b*和ΔE之间的遗传相关和表型相关范围分别为–0.25~0.37、–0.1 9~0.8 0;颜色参数与各生长性状的遗传相关和表型相关均较低,分别为–0.04~0.26、–0.10~0.13。本研究表明长牡蛎壳金性状颜色参数的遗传力多为中高等水平,对其颜色继续进行选择改良,预期能达到良好的效果。此外,壳金性状与生长性状的相关性较低,不能利用二者之间的关系进行相互选择,只能将壳金性状和生长性状均作为目标性状进行协同选择,以实现同步改良2个性状的目的。     

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。     

长牡蛎壳橙性状遗传参数评估及与生长性状的关联性

长牡蛎壳橙快速生长品系是结合群体选育与种内群体间杂交方法，以壳色性状和生长性状为选育指标，经过连续3代选育获得的新品系。本研究以第1代长牡蛎壳橙快速生长品系(G₁)为亲本，采用巢式设计建立了48个混养家系，共获得863个个体。利用微卫星标记对混养家系进行了系谱分析，并基于REML法评估了长牡蛎壳橙快速生长品系壳色性状的遗传参数及与生长性状的相关性。结果显示，863个个体中，有851个个体被准确鉴定其所属家系；长牡蛎壳橙快速生长品系壳色性状颜色参数指标a^*(红绿轴色品指数)、b^*(黄蓝轴色品指数)和ΔE (色差)等均具中高等遗传力，大小依次为0.47±0.23、0.42±0.21和0.56±0.29。4个颜色参数指标间的遗传相关和表型相关范围分别为-0.79~0.86和-0.45~0.48。壳色性状与各生长性状的遗传相关和表型相关较低，分别为-0.33~0.17和-0.04~0.11。研究表明，在长牡蛎壳橙快速生长品系育种过程中，对壳色性状进行选育可以得到预期的改良效果。此外，壳橙性状与生长性状应分别作为目标性状进行协同选择，以实现同时改良两个性状的目的。本研究可为长牡蛎壳橙快速生长品系选育提供基础资料。     

长牡蛎壳黑和壳白选育群体生长性状的选择效应

为了培育壳色性状优良且生长性状良好的长牡蛎(Crassostrea gigas)新品系,本研究以5个壳黑第四代家系和5个壳白第四代家系的成贝为基础群体,利用截头法对壳高进行选择,构建了壳黑和壳白快速生长系第一代群体,分析了两个选育群体的壳高和活体体重的选择反应、遗传获得和现实遗传力等遗传参数。结果表明,在长牡蛎收获的490日龄,壳黑群体和壳白群体选择组壳高较对照组壳高分别提高(9.83?1.68)%和(9.97?1.87)%,体重分别提高(10.16?3.64)%和(11.36?1.96)%。两选育群体壳高的平均现实遗传力分别为(0.353?0.09)和(0.405?0.111),体重的平均现实遗传力为(0.192?0.080)和(0.244?0.123)。本研究表明壳黑群体和壳白群体具有较大的遗传方差,在对壳高生长速度直接选择的同时实现了对活体体重的间接选育,可继续通过群体选育提高生长速度。本研究结果可以为培育出壳色美观、生长性状良好的长牡蛎优良品种提供科学依据。     

长牡蛎壳金选育群体生长性状的选择效应

长牡蛎是一种世界性的养殖贝类,同时是我国最重要的经济贝类之一,壳色美观和快速生长是目前长牡蛎遗传育种的2个重要目标。2010年通过长牡蛎壳色性状的家系选育,获得了壳白、壳黑、壳金和壳紫4种壳色品系。实验以第二代壳金品系为基础群体,对长牡蛎壳金群体的生长性状进行定向选育,分析了长牡蛎壳金选育群体壳高性状的选择反应、遗传获得和现实遗传力。结果显示,养成阶段选择组的壳高均大于对照组,350日龄后表现出显著的生长优势;幼虫期,壳高性状的平均选择反应、遗传获得和现实遗传力分别为0.549±0.277、3.717%±2.611%和0.339±0.171,养成期分别为0.436±0.138、8.253%±1.014%和0.270±0.086。选择组的贝壳金黄色和外套膜金黄色比例分别提高了22%和10%。研究结果为长牡蛎壳金优良品系培育提供了重要基础资料。     

壳紫长牡蛎家系生长存活比较及生长性状的遗传参数评估

为了培育壳色和生长性状优良的壳紫长牡蛎(Crassostreagigas)新品系,2021年通过家系选育的方式,以壳色性状为主要选育指标,建立了第1代壳紫长牡蛎选育群体。本研究以壳紫F1为亲本,采用平衡巢式设计建立了36个全同胞家系,并以野生长牡蛎为亲本建立对照组,比较分析了各家系在生长和存活方面的性能表现;同时利用多性状动物模型对壳紫家系幼虫和稚贝期的生长性状遗传参数进行了评估。结果显示,不同生长阶段壳紫长牡蛎家系的存活率和壳高均值均高于对照组,幼虫期分别提高了1.49%～10.18%和3.75%～15.94%,稚贝期分别提高了4.05%～16.94%和15.95%～18.25%。不同壳紫家系的生长和存活情况也存在差异,没有发现在存活率和生长性状方面同时具有优势的家系。壳紫长牡蛎幼虫期壳高和壳长的狭义遗传力范围分别为0.43～0.84和0.49～0.80,稚贝期壳高和壳长的遗传力分别为0.15～0.33和0.18～0.37,均属于中高等遗传力。不同生长阶段壳紫长牡蛎家系壳高和壳长的遗传相关与表型相关均为正相关,幼虫期的相关系数分别为0.67～0.97和0.17～0.51,稚贝期为0....     

长牡蛎成体生长性状的遗传参数估计

在长牡蛎(Crassostrea gigas)的选择育种工作中,于2009年和2010年分别获得24个和32个全同胞家系。根据长牡蛎360日龄的壳高、壳长、壳宽、总重、壳重、肉重和出肉率参数,利用ASREML软件的REML方法计算表型变量的方差组分,估算了长牡蛎成体阶段生长性状的遗传参数。结果表明,不同年份长牡蛎家系的生长存在显著差异,2009年家系的壳高、肉重和出肉率显著低于2010年家系(P<0.05),2009年家系的总重则显著高于2010家系(P<0.05)。除出肉率外,2009年和2010年家系的壳高与其他生长性状均存在显著的正相关性(P<0.05)。壳高和总重具有较高的遗传力,分别为0.35±0.15和0.27±0.13。长牡蛎成体阶段各生长性状间的遗传相关和表型相关均为正相关,但相关性的大小不同。本研究估测的长牡蛎成体阶段生长性状的遗传参数,可以为合理制定长牡蛎的育种方案和选择反应预测提供参考依据。     

壳金长牡蛎家系的建立及生长和存活性状的比较

于2014年6月,以经过2代家系选育和2代群体选育共连续4代选育的壳金长牡蛎为亲本,采用巢式设计,成功构建25个全同胞家系,同时以未经选育的壳色即普通灰白色的个体子代为对照组,评估各家系和对照组在幼虫、稚贝期的生长和存活差异。结果显示,不同时期,壳金长牡蛎选育家系各生长性状平均值均高于对照组平均值,其中在幼虫期不同日龄,壳金长牡蛎所有家系壳高和存活率平均值均高于对照组,分别提高2.27%~16.67%和1.72%~9.40%;在稚贝期各阶段,壳金长牡蛎所有家系壳高、壳长、总重量及存活率的平均值均高于对照组,分别提高10.04%~19.79%、6.56%~17.78%、10.44%~32.92%和0.20%~4.26%;不同壳金家系间的生长及存活性状具有显著差异,排序也存在不一致性,其中G19和G28家系表现出较高的生长及存活性能,在11月龄,G19和G28家系的壳高、壳长、总重的累积生长量比所有家系平均值分别提高4.78%、8.22%、12.38%和7.61%、4.02%、9.04%,与对照组相比,分别提高15.31%、15.31%、24.11%和18.42%、10.85%、20.42%;存活率比所有家系平均值和对照组分别提高11.70%、12.71%和11.92%、12.94%。研究表明,壳金长牡蛎选育群体的生长性状具有一定的优势,但存活性状有待进一步的改良;家系G19和G28可作为优良品种培育的育种材料。本研究为培育快速生长和存活率高的壳金长牡蛎新品种提供了基础资料。     

深凹壳型香港牡蛎家系生长与存活性状比较

为了培育壳型和生长性状优良的深凹壳型香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis)新品系,以广东台山镇海湾香港牡蛎野生群体为基础群体,以壳型和生长为主要选育目标,依据壳型指数D和巢式设计建立了30个全同胞家系和1个对照组,评估各家系和对照组在幼虫期和稚贝期的生长和存活性能。结果表明,整个生长阶段,各家系生长性状和存活率的平均值均高于对照组。幼虫期,所有家系壳高、生长速度以及存活率的平均值均高于对照组,所有家系壳高平均值比对照组提高3.78%～7.73%,生长速度提高7.86%,存活率提高2.85%～7.32%。稚贝期,所有家系壳高、壳长以及生长速度、存活率的平均值均高于对照组平均值,壳高提高5.23%～16.32%,壳长提高7.94%～10.69%,生长速度提高9.55%～20.16%,存活率提高3.45%～12.25%。不同家系在不同时期的生长性状和存活性能也表现出较大的差异,G1在整个稚贝期的生长性状、生长速度以及存活率的平均值均显著高于所有家系和对照组的平均值, 12月龄G1家系的壳高、壳长、壳宽、壳型指数D、总重、壳重、软体重、存活率比所有家系平均值提高9.83%～54.75%,相比对照组平均值提高23.34%～80.77%,同时G3、G10、G12、G15、G19、G23、G26在稚贝期也表现出较大的生长优势和存活优势。研究表明,深凹壳型香港牡蛎家系选育群体在生长性状和存活性能上均具有较大的优势, G1、G3、G10、G12、G15、G19、G23、G26可作为后期培育生长性能优良的深凹壳型香港牡蛎新品系的育种材料。本研究为中国华南地区培育出深凹壳型、生长性能良好的香港牡蛎优良品种提供了理论基础和数据材料。     

Heritability estimates for nutritional quality‐related traits of the Pacific oyster,Crassostrea gigas

Pacific oysters, Crassostrea gigas, are the most abundantly harvested shellfish in the world and are ecologically significant. The content of nutrients, including protein, glycogen, lipid, zinc (Zn), and selenium (Se), is important for oyster meat quality, but heritability estimates of such traits have rarely been reported. In this study, 64 full‐sib families were generated using a nested mating design. Finally, 18 full‐sib families, of which there were nine half‐sib families, with each containing 2 full‐sib families, were sampled for heritability estimates. The narrow‐sense heritabilities of glycogen, protein, lipid, Zn, and Se contents were 0.29 ± 0.02, 0.38 ± 0.02, 0.58 ± 0.08, 0.02 ± 0.02, and 0, respectively. Negative genetic correlations existed between both glycogen and protein content (?0.95 ± 0.004) and between lipid and protein content (?0.59 ± 0.05), whereas a positive correlation was observed between lipid and glycogen content (0.16 ± 0.06). Weak genetic and phenotypical correlations (r = 0–0.2) were observed between shell height and nutritional quality traits. These data demonstrated that glycogen, protein, and lipid content can be chosen in a selective breeding program, but glycogen and lipids cannot be selected together with protein. Furthermore, performing indirect selective breeding for quality traits by selecting traits related to growth is impossible. This study provides information for the development of breeding strategies for oyster quality traits.     

Estimating the heritability for growth-related traits in the pearl oyster,Pinctada fucata martensii (Dunker)

Twelve paternal half-sib families (or 36 full-sib families) of the pearl oyster, Pinctada fucata martensii (Dunker), were produced according to the requirements of hierarchical genetic mating design. A total of 4320 individuals, aged 15 months, were measured for seven growth-related traits. Predicated upon the additive-dominance genetic analysis model, varying genetic variance components and then heritabilities of the growth-related traits of interest were estimated using analysis of variance. Results showed that seven growth-related traits had larger additive genetic variances (P<0.05); the dominance genetic variance of shell weight (SW) was smaller (P>0.05), the dominance genetic variances of other six traits were all larger (P<0.05). Narrow- and broad-sense heritabilities for the seven traits were, respectively, 0.64 ± 0.10 and 0.78 ± 0.12 for shell length, 0.49 ± 0.06 and 0.63 ± 0.09 for shell height, 0.38 ± 0.14 and 0.54 ± 0.16 for shell breadth, 0.41 ± 0.17 and 0.56 ± 0.11 for hinge length, 0.53 ± 0.11 and 0.68 ± 0.08 for body weight, 0.35 ± 0.07 and 0.55 ± 0.08 for tissue weight and 0.67 ± 0.10 and 0.75 ± 0.16 for SW. All heritability estimates were statistically significant (P<0.05). According to these results, the mass selection procedure is suggested for the breeding of P. martensii.     

长牡蛎第三代选育群体生长性状的选择效应

为了培育长牡蛎的高产抗逆新品种,实验采用群体选育方法构建了中国、日本和韩国3个种群的快速生长选育系,2007年至今已连续进行了6代选育。本实验对长 牡蛎选育F₃代壳高和活体体质量的增长、选择反应和遗传获得等遗传参数进行了分析。结果表明,从第120日龄开始,中国、日本和韩国3个选育群体的壳高和 活体体质量均显著高于对照组,在420日龄时,平均壳高较对照组分别高13.4%、10.1%和10.5%,平均活体体质量较对照组分别重18.5%、13.4%和11.6%;壳高的平均现实遗传力分别为0.447±0.226、0.471±0.297和0.367±0.167,表明适于对壳高的生长速度进行进一步的选育。长牡蛎中国、日本和韩国选育F3代活体 体质量的遗传获得平均值分别为16.01%±3.82%、15.03%±5.21%和11.57%±5.15%,表明对长牡蛎壳高的生长速度进行选育时,活体体质量的生长速度也得到了明显提高。本研究结果可以为长牡蛎快速生长品系的连续选育提供依据。     

长牡蛎生长性状遗传力、遗传相关和表型相关分析

为了查清乳山(RS)和崆峒岛(KTD)海域长牡蛎生长性状各指标的遗传力、遗传相关和表型相关,本实验通过部分因子交配设计和人工授精的方法建立家系,并在乳山和崆峒岛海域进行养殖。用混合线性模型分别计算RS和KTD海域188日龄、338日龄和474日龄长牡蛎生长性状各指标的遗传参数。结果发现:不同日龄长牡蛎生长性状各指标,在乳山海域的遗传力是0.28~0.55,为中高遗传力,在崆峒岛海域的遗传力是0.34~0.63,为高遗传力;与乳山海域相比,崆峒岛海域各指标的遗传力偏高。运用亲本模型,将日龄和地点作为固定效应,计算得到壳高、壳长、壳宽和湿重的遗传力分别为0.25±0.08、0.29±0.09、0.14±0.05和0.26±0.09。不同海域、不同日龄的遗传相关和表型相关结果各不相同,但各指标间均呈现正相关;总体来讲,性状间的遗传相关大于表型相关。实验结果有助于掌握山东半岛南北两侧长牡蛎生长性状的数量遗传学参数,为制定长牡蛎在该海域的选育技术路线提供数据支持。     

Genetic parameters of growth and survival in the Pacific oyster Crassostrea gigas

The Pacific oyster Crassostrea gigas is a representative bivalve mollusc that is widely cultured in the world and is the largest molluscan group cultured in China. In order to assess the feasibility of improving survival of C. gigas through genetic selection, the heritability and genetic correlations for growth and survival traits between different life stages were examined. Genetic parameters were estimated based on intraclass correlations of 49 full‐sib families (29 half‐sib families) in larvae (4 and 20 days after fertilization) and spat (140 days after fertilization) stages. The heritability for growth traits in larvae and spat was 0.30–0.86 and 0.53–0.59, respectively, and varied with ages. The heritability of survival was low in larvae (0.13 ± 0.05 and 0.17 ± 0.04, respectively for 4 and 20 days after fertilization) but medium (0.39 ± 0.07) in spat, suggesting that selection for increasing spat survival was feasible. The genetic correlation between growth traits within age was medium to high and positive (ranging from 0.47 to 0.96, respectively, between shell length (SL) and shell height (SH) at 20 days and between SL and SH at 140 days after fertilization), suggesting that selection to improve single growth trait will cause positive response in another growth traits in C. gigas. The genetic correlations between survival and growth traits at 140 days were low but positive (ranging from 0.23 to 0.27, respectively, between survival and SH and between survival and SL at 140 days after fertilization), suggesting that selection for survival may not have a negative response in growth. Overall, this study suggests that survival traits should be taken as improving target of next selection breeding programme in C. gigas.     

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.     

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。