中国对虾4代人工选育群体与1个野生群体遗传多样性分析及差异SNP位点筛查

利用 2b-RAD 技术对中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) 2015 年、2016 年、2017 年、2019 年 4 代选育群体和野生群体合计 821 尾个体进行简化基因组测序, 分析中国对虾人工选育群体和野生群体遗传多样性特征, 挖掘在持续人工选育过程中受选择的 SNP 位点。测序共得到 83767 个 SNP 位点, F-统计结果显示, 野生群体与选育群体间遗传分化系数(FST)均值为 0.022, 野生群体与 2019 年选育群体之间遗传分化程度最高为 0.0260, 与 2015 年选育群体之间遗传分化程度最低为 0.0190; 野生群体与选育群体之间遗传分化系数(FST)均小于 0.05, 为弱遗传分化。 群体主成分分析(PCA)结果显示野生群体与选育群体之间遗传结构未发生明显改变。遗传多样性统计结果表明,野生群体与选育群体期望杂合度(He)均值分别为 0.1716 和 0.1806, 观测杂合度(Ho)均值分别为 0.1861 和 0.1943, 多态性信息含量(PIC)均值分别为 0.1428 和 0.1515, 核苷酸多态性(Pi)均值分别为 0.1732 和 0.1813, 其中 2017 年、2019 年选育群体各遗传多样性指数与野生群体相比均存在显著差异(P＜0.05)。对不同世代选育群体与野生群体进行选择消除分析, 分别得到 92 个、103 个、166 个、117 个受选择 SNP 位点, 共有位点数目为 4 个。相邻世代选育群体之间等位基因频率逐代上升的共有位点数目为 7107 个, 其中 3674 个位点显著偏离哈迪–温伯格平衡(P＜0.05); 等位基因频率逐代下降的共有位点数目为 8501 个, 其中 4101 个位点显著偏离哈迪–温伯格平衡(P＜0.05)。研究结果表明, 中国对虾经过累代人工选育, 依然具有较高的遗传选育潜力, 可以继续作为人工选育材料。     

中国对虾快速生长新品种“黄海1号”的人工选育

中国对虾经过连续6代的群体选育，表现出生长快、抗逆性强等优良的经济性状。选育群体的体长比对照平均增长8．40％，体重增长26．86％。抗逆性强，发病率不足10％，而未经选育的对照池发病率在40％以上。对不同世代进行了遗传结构分析，(1)同工酶：在13个基因位点中，MDH-2、GPI、MPI、PGM-2和PGM-3五个位点呈多态。PGM-3位点上的变异程度最高，其等位基因频率呈递减趋势，选育群体在删位点上发现C基因，其等位基因频率呈递增趋势，其平均观察杂合度呈依次递减趋势。(2)RAPD：对5个世代进行了RAPD分析，各世代间多态性比例呈下降趋势，F6代保持了F5水平。遗传分化指数Gst除F3与F4之间遗传分化弱之外，其他世代间已发生了中等程度的分化。(3)SSR：对5个世代进行了8个基因位点分析，共产生108个等位基因，群体间的杂合度呈下降趋势，R保持了B水平。遗传分化指数G值均小于0．05，说明中国对虾人工选育群体之间存在一定程度的分化，但分化较弱。     

中国明对虾人工选育群体与野生群体遗传多样性的SSR分析

利用微卫星标记技术分析了中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)野生群体(Wild Population,WP)和"黄海2号"第10代选育群体(Breeding Population,BP)的遗传多样性,以检测累代人工选育对中国明对虾群体遗传结构的影响。结果显示,15个微卫星位点共检测到462个等位基因,微卫星位点等位基因数(N_a)和有效等位基因数(N_e)分别为3~44个和2~29个,多态信息含量(PIC)为0.518~0.964。野生群体和选育群体的平均观测杂合度分别为0.852和0.810,15个微卫星位点的等位基因频率在2个群体发生了显著的变化。通过计算P值确定位点Hardy-Weinberg平衡偏离情况,Fis结果显示,共有11个群体位点表现为杂合子过剩,Shannon指数(H)分别为2.786和2.399。2个群体的N_ei′s无偏遗传距离(u D)和无偏遗传相似度(u I)分别为0.177和0.838,遗传分化指数为0.017(P=0.001),表明群体发生了弱遗传分化。遗传变异来源分析显示,只有7.50%的变异来自于群体间,其余遗传变异均来自于个体间。结果表明,人工选育的中国明对虾"黄海2号"第10代群体具有较高的遗传多样性,仍具有很大的选育潜力,可以继续作为选育材料。     

对虾抗病性状遗传标记的RAPD分析

对人工选育的第3代中国对虾和选育的第1代凡纳对虾进行个体人工感染WSSV后，选取感染WSSV十余天但仍健康的对虾为实验材料，用220个随机引物进行RAPD分析，得到抗病性状相关的特异性遗传标记99个。其中中国对虾抗病组特异性片段出现了18个，片段大小在460－2305bp之间；凡纳对虾抗病组特异性片段产生81个，片段大小在435－2287bp。77个引物在两种对虾的抗病组扩增出特异性遗传标记，其中有4个引物各获得了三个特异性片段，有13个引物各获得了两个特异性片段，其余61个引物各获得了1个特异性片段。     

中国对虾人工选育群体的同工酶分析

采用水平淀粉凝胶电泳技术对中国对虾人工选育子一代、子四代、子五代群体和黄、渤海野生群体遗传变异进行了同工酶比较分析。结果表明，在检测的4个群体肌肉组织的13个基因位点中，MDH-2^*、GPI^*、MPI^*、PGM-2^*和PGM-3^*5个位点呈多态。PGM-3^*位点上的变异程度最高，其等位基因频率呈递减趋势；人工选育群体在MPI^*位点上出现^*c基因，其等位基因频率呈递增趋势。中国对虾野生群体同人工选育群体的多态位点比例相同，为38．46％；其平均观察杂合度分别为0．0577、0．0377、0．0263、0．0231，呈依次递减趋势。中国对虾野生群体和人工选育群体之间的遗传距离平均值为0．0062，远大于子四代和子五代间的遗传距离。人工选育中国对虾群体的遗传多样性已有所降低，但在某些基因座位上出现了特异基因，这是否可作为具有良好生长特性和抗逆能力的人工定向选育群体的基因标记尚有待进一步研究。     

基于简化基因组测序的中国明对虾3个选育世代遗传多样性分析

本研究基于简化基因组测序(2b-RAD)技术，对中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis) “黄海2号” 2015~2017年3个连续选育世代(G9~G11)的亲本群体、共649个个体进行了简化基因组测序，并对这3个亲本群体进行了遗传结构和遗传多样性分析。实验在3个选育世代中共获得66985个SNP位点。遗传分析的结果显示，G9~G11平均核苷酸多样性(Pi)分别为0.1439、0.1587和0.1674，平均观测杂合度(Ho)分别为0.1388、0.1515和0.1609，多态信息含量(PIC)分别为0.1241、0.1360和0.1430。G9~G11亲本群体的遗传多样性整体呈现一定的上升趋势，但差异不显著。F检验显示， 3个世代总的Fst值为0.0061，G9~G11相邻世代群体间遗传分化程度较弱(G9~G10为0.0029, G10~G11为0.0026)，表明相邻世代的遗传距离逐渐减小。3个世代间基因交流充分，基因流为62.91~94.63。本研究表明，人工定向选育工作的推进对中国明对虾选育群体遗传多样性和遗传结构产生了一定的影响：在固定的选择压力下(4%~5%)，亲本群体的遗传多样性并无降低的趋势，中国明对虾选育群体遗传分化小，遗传结构趋向稳定。研究结果为进一步制定中国明对虾选育计划提供基础遗传数据和科学的理论指导。     

泥蚶生长性状相关AFLP分子标记的筛选

以浙江乐清泥蚶养殖群体为育种基础群,经过2代连续选育获得了泥蚶快速生长品系,生长对比试验发现其在壳长、壳高、壳宽、总体质量等性状上都表现出了显著的生长优势。为了研究快速生长品系的遗传结构并筛查生长性状相关的分子标记,利用AFLP标记技术对泥蚶快速生长品系和对照组群体的基因组DNA进行了PCR扩增和电泳检测。采用40对多态性丰富的引物组合在64个个体中共扩增出2180条带谱,扩增位点总多态性比例达85.6%。从Nei’s基因多样性和Shannon’s信息指数反映的遗传多样性来看,选育品系的遗传多样性略高于对照组群体。群体遗传分化系数GST(0.0224)和基因流Nm(22.2811)数据显示,两群体间遗传变异很小,存在明显的基因流动。通过比对AFLP指纹图谱的位点差异,在2180条扩增带中共筛选出了7个显著性差异位点,其中2个位点只在选育品系中出现,2个位点在选育品系中出现的频率极显著高于对照组(P<0.01),另有3个位点在对照组中出现频率显著高于选育品系(P<0.05)。据此初步确定这些位点为与生长性状相关的候选标记。     

中国对虾微卫星DNA引物的设计及筛选

根据建立的中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)部分基因组文库,对筛选的含微卫星DNA序列的克隆设计了28对引物,筛选出5对微卫星多态性引物,并用这5对引物对中国对虾的养殖群体20个个体进行了遗传多样性分析。在这5个微卫星位点中,虽然．RS0871位点是多态位点,但其等位基因数、杂合度和多态信息含量都比较低。其余4个微卫星位点可产生6～8个等位基因,等位基因的大小分布在142～364bp,基本上符合引物设计时理论产物长度。这些微卫星位点的期望杂合度的范围为0．7577～0．8064,表明它们都有较高的杂合度。仅有位点RS0956的观察杂合度与期望值有较大的出入,其他微卫星位点的这两值基本相符。有4个微卫星位点的PIC值较高,在0．7180～0．7709。因此,除RS0871位点以外的4个微卫星位点均可用于中国对虾种群遗传结构分析,这将为中国对虾品种选育、种系评估提供更多的微卫星DNA信息。     

大黄鱼连续4代选育群体遗传多样性与遗传结构的微卫星分析

利用13个多态性微卫星位点分析了大黄鱼官井洋优快01品系F1到F44个选育世代的遗传结构与遗传多样性变化情况。结果显示,随着选育的进行,4个世代群体遗传多样性指标值渐次下降,F1到F413个微卫星位点的平均多态信息含量从0.638下降到0.524,平均等位基因数从5.462下降到4.308,平均观测杂合度从0.779下降到0.532,平均Shannon多样性指数从1.356下降为1.092。F1与其后各代遗传相似系数逐渐减小(从0.7194到0.5813),遗传距离逐渐增加,而相邻世代间的遗传相似性逐步升高,遗传分化指数(FST)渐次变小(F1～F2为0.0619,F2～F3为0.0511,F3～F4则为0.0475)。随着选育的进行,微卫星位点LYC0002和LYC0054等位基因频率有规律地发生变化,推测其可能与选育性状存在遗传上的相关。结果表明,经过连续4代的选育,部分不利基因遭到淘汰,选育群体的遗传基础逐步得到纯化,基因型逐渐趋向纯合、稳定,经进一步的选育可望获得较稳定的品系。     

凡纳滨对虾选育群体子代免疫性能的初步分析

在凡纳滨对虾群体选择育种研究中,利用1个经过人工选择和自交传代的凡纳滨对虾群体F2A,连续两个世代对该群体自交繁育的子代及其与其它群体杂交繁育的子代,进行免疫指标的检测和分析。结果表明,该群体两个世代的自交组繁育的子代F3A和F4A组,多项免疫指标都高于同世代的其它交配组,其中血细胞吞噬杀伤活性F3A组比同世代其它组高14.8%和64.3%,F4A组比同世代的其他组高27.0%～44.8%;血清溶细胞活性F3A组比同世代其它组高76.3%和74.6%,F4A组比同世代其它组高36.5%～58.3%;血清蛋白含量也高于其它组;只有酚氧化酶低于其它组。显示在人工选育条件下,凡纳滨对虾群体内自交传代,可能有利于群体免疫性能的遗传。但杂交组在生长和抗逆方面表现的杂交优势,与其偏低的免疫指标不一致。     

凡纳滨对虾引进群体和2个养殖群体遗传变异的微卫星分析

利用8个微卫星标记对引进的SPF凡纳滨对虾G0和两个养殖群体(G1,G2)进行遗传多样性分析。8个座位共获得64个等位基因,位点的等位基因数在5~l3之间。多态信息含量PIC在0.405 2~0.869 3之间,其中有6个位点为高度多态位点,适合于多态性分析。8个座位丢失的和新产生的等位基因共30个,占总数的47%。3个群体的平均观测杂合度分别为0.193 8、0.196 1、0.232 5,说明3个群体的遗传多样性较低。对近交系数Fis分析显示3个群体中存在近交,通过对哈迪温伯格平衡检验,显示所有座位均显著偏离平衡,存在杂合子缺失。通过配对Fst和Ne i遗传距离分析,显示3个群体之间有明显的遗传分化,说明种群结构发生了明显的遗传变异,变异可能来自于突变、随机漂变和选择的共同作用。实验结果能够很好地解释经过若干群体选育后,子代群体发生种质退化的现状,由此建议综合采用遗传育种的方法从引进的亲虾中筛选出性状优良稳定的仔虾作为虾苗。     

大鳞副泥鳅７个群体遗传变异的微卫星分析

利用泥鳅的微卫星引物跨种扩增大鳞副泥鳅，通过家系扩增、PCR产物测序筛选出6个座位，用于大鳞副泥鳅7个野生群体的遗传结构分析。结果显示，群体的平均等位基因数在3.167与4.833之间，平均观测杂合度（Ho）在0.248与0.417之间，平均期望杂合度（He）在0.379与0.505之间，多个座位存在零等位基因、杂合子缺失现象，显示大鳞副泥鳅种群遗传多样性较低。采用 UPGMA 法对7个群体基于 DA 遗传距离进行聚类，可分为4类，位于长江中下游的沙市、澧县、武汉、鄱阳湖群体先聚为一类，后与石首群体聚类，最后与珠江水系的广州群体聚类，而位于长江上游的泸州群体则单独聚为一类。群体的 F-统计量（Fst）为0.2987，表明群体间存在显著的遗传分化，主要由泸州群体与其它地区群体间的遗传分化引起。     

脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)近交系3个家系33个微卫星座位的遗传分析

本研究以人工控制条件下采用兄妹交配方式建立的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)近交系为实验材料,利用33个微卫星座位对近交系3个家系进行了遗传检测.统计各家系的等位基因组成,计算等位基因数(N)、杂合度(H)、多态信息含量(PIC)、平均基因纯合率等遗传参数,利用基因频率计算家系间的遗传距离,并进行聚类分析.结果显示,33个微卫星基因座上共检测到72个等位基因,总群体平均N、H、PIC分别为2.758、0.294、0.272;3个家系的平均N、H、PIC分别为2.258、0.226、0.214;2.469、0.283、0.300;2.219、0.268、0.207;可作为3个家系特异标志位点的基因座分别有2个、4个和1个.聚类分析表明,A系和B系先聚为一支,然后与H系聚在一起.研究结果揭示了脊尾白虾3个近交系在33个微卫星基因座上的遗传变异规律,表明近交家系已达到一定的近交程度;发现各家系潜在的标志基因座,各家系均已构成独立遗传群体.     

Development of microsatellite PCR typing methodology for the sea louse, Lepeophtheirus salmonis (Krøyer)

In order to develop a microsatellite typing system for Lepeophtheirus salmonis (Krøyer), a DNA preparation method for individual sea lice suitable for analysis by polymerase chain reaction (PCR) was designed, and the DNA sequences of 50 L. salmonis microsatellite elements were determined. The microsatellites were composed of 60% perfect, 25% imperfect, and 15% compound repeats. Based on the flanking DNA sequences, four microsatellite‐PCR assays were optimized and used in a pilot study to analyse L. salmonis samples collected in Ireland, Norway and Scotland. Two of the microsatellite‐PCR assays targeted polymorphic loci amplifying seven and 10 alleles respectively. The results showed that microsatellite‐PCR typing could detect genetic variation both within and between the L. salmonis groups, and also was capable of amplifying group‐specific alleles.     

长江刀鲚选育群体转录组EST-SSR的分布特征分析

本研究利用MISA软件挖掘长江刀鲚(Coilia ectenes)肌肉和肝脏转录组中的微卫星标记，为刀鲚选育群体的种质资源评估和分子标记辅助育种奠定基础。结果显示，从71869条Unigenes中共获得33896条重复单元长度为1~6碱基的微卫星序列；刀鲚转录组中不同类型微卫星的重复基序具有不同的分布特征，其中，单核苷酸重复、二核苷酸重复和三核苷酸重复为主要的微卫星重复类型，分别占总微卫星数目的34.94%、49.47%和13.34%；不同微卫星重复类型的优势重复基序亦有所不同，其中，A/T为单核苷酸重复基序的优势重复基序占86.25%，AC/GT为二核苷酸重复基序的为优势重复基序占75.25%，AGG/CCT为三核苷酸重复基序的优势重复基序占28.57%；不同微卫星重复基序核苷酸的数量和重复次数亦有所不同，重复次数伴随着重复单元中核苷酸数量的增加而呈现降低的趋势；从100对四核苷酸重复的SSR引物中筛选获得了16对多态性微卫星标记，并以此为基础，对长江刀鲚选育群体(F3)的遗传学特征进行了初步评估，结果显示，长江刀鲚选育群体F3的平均有效等位基因数(Ne)、平均观测杂合度(Ho)、平均期望杂合度(He)和Shannon多样性指数I分别为1.7580、0.3414、0.3977和0.6278。以上结果表明，基于刀鲚转录组数据批量开发微卫星是切实可行的，所开发的多态性微卫星标记能够应用于长江刀鲚选育群体的遗传背景评估和进一步的遗传育种研究。     

利用微卫星标记对文蛤4个壳色花纹品系的遗传分析

利用9个微卫星位点对文蛤红壳(RS)、黑斑(BS)、细纹(TC)、暗纹(DF)4个壳色花纹品系共120个个体进行遗传差异分析。结果共检测到105个等位基因,每个位点平均观察等位基因数为11.7个,其中WG07位点等位基因数最多(21个),WG11位点最少(7个)。每个品系均具有特异等位基因类型,不同品系中相同微卫星位点的等位基因分布规律不同。4个文蛤品系的观测杂合度、期望杂合度和多态信息含量变异范围分别为0.110～1.000、0.486～0.867、0.433～0.834,均属高度多态性位点。Hardy-Weinberg平衡的卡方检测发现,大多数位点偏离平衡状态;聚类分析表明,4个品系间存在较明显的遗传差异,TC品系与其它品系的遗传距离最大,DF品系和RS品系的遗传距离相对较小。     

微卫星分析四个大黄鱼群体的遗传多样性

为保护人工养殖大黄鱼的种质资源,用15对微卫星标记对来自浙江沿海地区的四个大黄鱼养殖群体共171个个体进行了遗传多样性分析.结果显示,这些标记在四个群体中均表现出丰富的多态性;共检测到206个等位基因;各基因座观测等位基因数7～23个,平均等位基因数13.73,大小在88～318bp之间.四个群体的平均观测杂和度(Ho)为0.5981～0.6893,期望杂和度(He)为0.7319～0.7944,多态信息含量(PIC)0.7138～0.7836,表明四个养殖群体在所检测位点均具有较好的多态性.对遗传距离的计算结果表明闵粤东群体与反交群体较近,聚类结果中首先聚到一起.本研究首次选择微卫星标记评估人共选育大黄鱼群体的遗传多样性,并采用高精度的377 DNA测序仪进行检测,将对大黄鱼的种质资源保护提供科学依据.     

三倍体牙鲆(Paralichthys olivaceus)群体遗传多样性的微卫星分析

采用微卫星遗传标记技术对三倍体牙鲆群体及二倍体对照群体进行比较分析。取2012年冷休克诱导和培育至11月龄的三倍体及同期二倍体对照牙鲆个体各32尾，通过高盐法提取肌肉组织总DNA；利用筛选得到的21对微卫星引物进行PCR扩增，并经14%聚丙烯酰胺凝胶电泳分型后，进行人工判读和分析。结果显示，21个微卫星位点均为多态，二倍体和三倍体群体的平均等位基因数(A)、基因型总数、平均有效等位基因数(ae)、平均观测杂合度(HO)和平均期望杂合度(HE)分别为5.6和5.0、190和142、3.7和2.8、0.613和0.868、0.681和0.629。二倍体和三倍体群体的多态信息含量(PIC)分别为0.642和0.589，个体识别率(DP)为0.660和0.609，非父排除率(PPE)为0.482和0.399，其累积个体识别率和非父排除率均达到0.999，表明所选座位均属中高识别力的遗传标记，可以将它们应用于今后牙鲆雌核发育群体的遗传变异分析以及进一步的遗传育种的研究中。二倍体和三倍体群体间的遗传距离(D)为0.312，遗传相似系数(I)为0.732，基因分化系数(GST)为0.971。以上结果说明，三倍体诱导对牙鲆的遗传结构造成了一定影响，导致三倍体遗传多样性水平相对二倍体有所下降，二倍体和三倍体牙鲆的基因型也存在一定差异。     

微卫星分子标记指导镜鲤群体选育

本文用26个扩增效果好的微卫星分子标记分析了镜鲤（Cyprinus carpio L.）养殖亲本群体的遗传结构,指导其群体选育。本研究共检测到153个等位基因,片段大小为108~400 bp,平均等位基因数（A）5.8846个,平均有效等位基因数（Ne）2.8625个,平均观察杂合度（Ho）0.5063,平均期望杂合度（He）0.5602,平均多态信息含量（PIC）0.5292,表明该繁育群体处于较高的遗传多样性水平。用χ2检验和遗传偏离指数估计Hardy-Weinberg平衡,表明群体处于平衡状态,但在多个位点表现出杂合子缺失严重,显示出人工选择的痕迹。用PHYLIP3.6软件绘制基于Nei氏标准遗传距离的UPGMA聚类图,依据亲本个体间的遗传差异,以避免近亲交配为原则,建立最佳亲本配组体系,繁育获得2个选育群体,以常规群体繁育子代群体作为对照组,对子代群体的遗传结构及数量性状分析显示,选育群体保持了较高的遗传多样性水平,群体平均期望杂合度在0.5414~0.5449之间,其生长速度较对照群体快14.81%~63.71%。连续2年的生长实验证实,微卫星标记指导群体选育技术在保持群体的遗传多样性水平,避免近交衰退,快速建立优良种群方面具有一定的优势。