钝吻黄盖鲽精子冷冻保存及生理特性分析

钝吻黄盖鲽(Pseudopleuronectes yokohamae)是鲆鲽鱼类中重要的天然捕捞和养殖对象,但由于生态环境变化、人工捕捞过度等因素,导致其种质资源数量降低,进行精子冷冻保存技术研究,对其种质资源保存具有重要意义.本研究以性成熟的雄性钝吻黄盖鲽为实验材料,对精子稀释液种类及成分、抗冻剂种类、激活精子海水盐度和冷冻精液授精实验等进行筛选,实验数据利用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析和Student-Newman-Keuls分析.结果表明,利用MFs-3(8 g/L NaCl+0.65 g/L KCl+15 g/L Glucose)稀释液分别与20％1,2丙二醇(1,2-propylene glycol,PG)和20％乙二醇(ethylene glycol,EG)抗冻剂作为精子抗冻保存液时,冷冻效果最好,其中PG组对应的精子活力、快速运动时间和寿命分别为(95.26±0.39)％、(46.00±1.00)s和(124.33±4.04)s,EG组则为(95.15±0.41)％、(45.67±0.58)s和(124.00±3.00)s.利用盐度为10～50的人工配制的海水激活解冻后的精子,发现当盐度为30时,精子活力高达(95.07±0.69)％,与对照组相比不存在显著性差异.将PG组和EG组冷冻保存的精子解冻后分别与其卵进行授精实验,PG组受精率和孵化率为(80.08±0.68)％和(77.44±1.76)％,EG组则为(80.17±0.45)％和(77.92±1.33)％,与鲜精相比无显著性差异.利用计算机辅助精子分析系统(computer-aided sperm analysis,CASA)测定MFs-3+20％ PG和MFs-3+20％ EG冷冻保存的钝吻黄盖鲽精子的各项运动参数,结果显示,二者的曲线运动速度(curvilinear velocity,VCL)、直线运动速度(straight line velocity,VSL)、平均鞭打频率(beat cross frequency,BCF)、运动的直线性(linearity,LIN)和运动的前向性(straightness,STR)的数值差异性不显著.本研究利用MFs-3+20％ PG和MFs-3+20％ EG成功冷冻了钝吻黄盖鲽的精子,为钝吻黄盖鲽精子冷冻保存技术、人工杂交育种繁殖及种质资源库的建立奠定了基础.     

不同时期牙鲆形态性状对体重影响的通径分析及曲线拟合研究

以8月龄与14月龄的养殖牙鲆(Paralichthys olivaceus)为研究对象,分别测定体重(Y)和22个形态性状,对各性状进行相关分析,并建立多元回归方程,对各形态性状对体重的影响效果进行通径分析。分别以进入回归方程的各形态性状作为自变量,体重为因变量进行曲线模型拟合,筛选最优拟合模型。结果显示:(1)在不同生长阶段,相同形态性状与体重的相关性存在差异。(2)8月龄阶段,X_(18)(腹鳍基部到背鳍终点的直线距离)、X_4(体宽)和X_(11)(背鳍起点到臀鳍起点的直线距离)对体重的通径系数达到极显著水平(P0.01),14月龄阶段,X_(18),X_(14)(背鳍终点到臀鳍终点的直线距离)和X_9(尾柄长)对体重的通径系数达到显著水平(P0.05),由此可知,不同生长阶段,影响体重的形态性状不尽相同。8月龄和14月龄牙鲆形态性状对体重的多元回归方程分别为:Y=-119.541+7.191X_(18)+10.135X_4+7.197X_(11);Y=-484.931+31.959X_(18)+81.928X_(14)-17.899X_9。(3)8月龄阶段,将回归模型中的3个自变量分别与体重进行模型拟合,最优拟合模型均为线性模型,分别为:Y=-117.866+15.724X_(18);Y=-94.579+24.763X_4;Y=-100.602+33.184X_(11);14月龄阶段,将回归模型中的3个形态性状分别与体重进行模型拟合,最优拟合模型均为幂函数模型,分别为:Y=0.036X_(18)~(3.063);Y=0.095X_(14)~(2.587);Y=62.249X_9~(1.584)。本次研究表明,在牙鲆的不同生长时期,影响体重的主要形态性状不同,两阶段适用的最优拟合模型也不同,这为牙鲆不同时期的选择育种工作提供了理论依据。     

牙鲆胚胎低温处理下内参基因筛选及CIRP和Hsp70基因表达分析

牙鲆(Paralichthys olivaceus)是我国主要的海水经济养殖鱼类,在胚胎冷冻保存方面已获得了超低温冷冻保存成功的案例,但在分子水平上对牙鲆胚胎在低温状态下相关基因的表达进行研究,至今还未见报导。本研究首先收集了牙鲆的3个胚胎时期(肌节期、尾芽期和心跳期),分别在0℃及16.5℃进行处理培养,使用实时荧光定量PCR技术检测4个内参基因18S rRNA、ACTB、GAPDH及EF1α的表达水平,并用Ge Norm和Norm Finder软件对其的稳定性进行排序分析。Ge Norm软件分析结果显示,18S rRNA和EF1α的稳定性最好,稳定性最差的为GAPDH;Norm Finder软件分析结果显示,18S rRNA的稳定性最好。综合两个软件的分析结果,在不同发育时期以及低温处理的牙鲆胚胎中,18S rRNA表达量相对稳定,较其他3个基因更适合作为内参基因。为探究牙鲆胚胎在低温处理下分子水平的变化,本研究选取了对温度适应性较强的尾芽期胚胎为实验材料,分别在低温0℃和正常培养温度16.5℃下进行培养,并选取与应激反应相关的热休克蛋白基因(heat shock protein,Hsp)70和冷诱导RNA结合蛋白基因(cold-inducible RNA-binding protein,CIRP)进行表达量分析。实时荧光定量PCR的结果表明,CIRP的表达量在0℃处理30 min之内逐渐下降,在30 min时达到最低值,30~120 min内上升,并在120 min时达到峰值,之后回落,在180 min时,其表达量回落到与对照组相似的水平。而Hsp70在低温处理的前30分钟表达量下降,后回升,120 min达到最大值后回落的现象,与对照组有显著性差异(P0.05)。研究结果说明低温会导致CIRP及Hsp70基因表达水平的改变,先下降后升高再回落的趋势也说明了机体内对低温应激产生了保护反应,为探索牙鲆胚胎在低温下调节和适应的分子机理提供了一定的依据。     

星斑川鲽(♀)与石鲽(♂)杂交子代胚胎发育研究

采用人工催产和干法受精技术,以星斑川鲽为母本,石鲽为父本进行属间杂交,受精卵在13~14℃海水中培养。利用DCM130-2.0显微电子成像系统观察受精卵胚胎发育,借助XTZ-D体视显微镜拍摄发育过程,分别在卵裂期、孵化前期统计杂交胚胎受精率、孵化率和畸形率。试验结果表明,杂交胚胎发育可分为卵裂、囊胚、原肠胚、器官发生、脱膜孵化5个阶段,在水温13~14℃条件下,受精卵历时98h完成孵化,该杂交组合胚胎发育时间介于双亲之间,杂交胚胎受精率为15.6%,孵化率为42.1%。杂交胚胎发育在卵裂、囊胚、原肠、器官形成和孵出期均有畸形胚胎出现,畸形率为57.1%。本研究结果为星斑川鲽和石鲽杂交育种提供了直接的发育生物学依据。     

牙鲆三个同源纯系的生长和遗传性状比较

利用同一牙鲆(Paralichthys olivaceus)家系F09119的母本,建立了减数雌核发育系(F1324)、卵裂雌核发育系(F1346)及近交家系(F1313)3个纯系,对3个纯系群体的生长和遗传性状进行比较分析。在受精后85~388 d对3个家系的体长、体宽、体重及成活率进行测定比较,结果显示:F1346生长最快,388 d时体长、体宽和体重分别为(28.89±2.77)cm、(10.00±1.21)cm和(254.91±83.11)g,F1313次之,F1324最慢(P0.05)。388 d时F1324成活率最高(46.50%),F1313次之(38.00%),F1346最低(26.80%)。F1346、F1324和F1313平均等位基因数(Na)分别为2.0、2.0和2.35,平均有效等位基因数(Ne)分别为1.87、1.95和2.1,多态信息含量(PIC)分别为0.35、0.36和0.4,平均观测杂合度分别为0、0.8155和0.6366;卵裂雌核发育系和减数雌核发育系的遗传多样性明显低于近交系。平均期望纯合度F1313(0.503)F1324(0.5105)F1346(0.532);平均期望杂合度正好相反,F1313(0.4967)F1324(0.4894)F1346(0.4679)。卵裂雌核发育系纯合度是减数雌核发育系的1.0421倍,是近交系的1.0577倍;减数雌核发育系纯合度是近交系的1.0149倍。F1346与F1313之间的遗传距离最大(0.1568),遗传相似度最小(0.8549);F1346与F1324之间的遗传距离最小(0.0406),遗传相似度最大(0.9602)。本研究结果为牙鲆纯系构建及解析卵裂雌核发育系、减数雌核发育系和近交系的遗传区别提供了理论依据。     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)真、伪雄鱼群体表型和遗传性状分析

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)养殖群体中存在真雄鱼(ZZ)和伪雄鱼(ZW)现象，进行表型和遗传特征研究对其育种及优良苗种培育具有重要的意义。本研究以半滑舌鳎真、伪雄鱼群体及母系半同胞家系为研究对象，首先测定了性成熟半滑舌鳎的真、伪雄鱼群体的表型性状，对其性状进行了比较分析。结果显示，性成熟半滑舌鳎真、伪雄鱼的体重、全长、体长、体宽、头长、眼间距和眼径7个表型性状都存在极显著差异(P<0.01)，伪雄鱼的生长速度比真雄鱼快。利用半滑舌鳎22对多态性微卫星标记，对2组半滑舌鳎真、伪雄鱼半同胞家系群体进行了遗传多样性分析。筛选出的22对引物扩增产物均具有多态性，4个半同胞家系群体中共检测到232个等位基因，群体平均等位基因数(Na)均大于平均有效等位基因数(Ne)；平均观测杂合度(Ho)均小于平均期望杂合度(He)；平均多态信息含量(PIC)分别为0.4566、0.4254、0.5069、0.4795。22个多态性位点在4个半同胞家系群体中分别有3、3、4和5个位点显著偏离Hardy-Weinberg平衡。4个半同胞家系群体间的Nei¢s遗传距离为0.2101–0.5840，遗传相似性系数为0.5577–0.8105。本研究表明，半滑舌鳎真、伪雄鱼在生长性状上存在明显差异，同母系的真、伪雄鱼半同胞家系群体间的遗传相似系数较高，遗传距离较小，遗传多样性指标相近。     

牙鲆(Paralichthys olivaceus)家系生长性状遗传效应分析

牙鲆(Paralichthys olivaceus)优良养殖新品种培育是防止其品种退化和提高经济效益的主要途径,数量性状遗传评估是牙鲆育种的主要方法之一.本研究利用已建立的牙鲆核心群体建立42个牙鲆家系,分别测量140、170、200、380日龄各家系生长相关性状(体重、全长和体宽),通过MINQUE、REML和BLUP方法对其进行数量遗传分析.结果显示,不同时期生长性状的变异系数为10.56％-38.62％,其中,体重的变异系数最大,全长和体宽的变异系数都较小,不同性状的变异系数均随着日龄的增加而减小.3个性状的加性方差分量比率为(0.13±0.01)-(0.29±0.06),随机方差分量比率为(0.71±0.06)-(0.87±0.01),狭义遗传力为(0.13±0.01)-(0.29±0.06),广义遗传力为(0.15±0.01)-(0.54±0.06),以上遗传参数均达极显著性水平(P＜0.01).综合比较3个性状在不同时期的遗传效应,结果发现,F0990、F1005、KS和F0719这4个群体亲本都为极显著正向效应,F0751、F0768、F0780、F09121、F0927和RS这6个群体亲本都为极显著负向效应(P＜0.01),其余的亲本均为一般效应.表型相关系数在0.82-0.96之间,遗传相关系数在0.72-0.97之间.利用BLUP方法对380日龄测量的数据进行育种值估算,结果发现,亲鱼体重育种值为14.63-100.05,其中,体重育种值最高的亲鱼个体为F1005-8、F09119-11、F09125-4、F0915-57、F09104-12、F1264、F0908-38、F0927-20、F1005-53、F0990-6、F09125-7、F0751-14和F1005-42.家系平均体重育种值为20.87-35.60,其中,平均体重育种值最高的家系为F1416、F1428、F1442、F1418、F1427、F1408、F1402、F1412和F1446.以体重育种值为依据选留的家系育种值与根据表型值选留的家系育种值比较可得:体重育种值选择比其表型值的选择效率高81.91％,育种值选育更好.本研究为牙鲆优良家系的建立及新品种的培育筛选出了性状优良的亲本和家系,同时为牙鲆育种计划的制定提供了重要理论依据.     

半滑舌鳎抗哈维氏弧菌病相关微卫星标记筛选及QTL定位

为了筛选出与抗哈维氏弧菌病相关的微卫星标记并进行QTL定位,以2014年感染实验中存活率为52.22%的半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)家系F1412(Family+年份+家系号)为材料,采用混合分离子分析法(bulked segregant analysis,BSA)对169个微卫星标记(SSR)进行筛选,得到1个可能与哈维氏弧菌病相关的微卫星标记scaffold479_23523。用scaffold479_23523所在的连锁群LG18上的37个SSR对94尾抗病、感病个体进行基因分型,得到3个图谱:整合图谱(LG18)、雌性图谱(LG18F)和雄性图谱(LG18M),并用两种不同的模式进行单标记分析和QTL定位。模式一得到3个显著性相关标记(P0.05)和1个极显著性相关标记(P0.01),图谱LG18F定位出一个区间qE-F1;模式二得到4个显著相关标记(P0.05)和1个极显著相关标记(P0.01),图谱LG18M定位出两个区间qE-M1、qE-M2。在全基因组序列的分布范围上,区间qE-F1包含了qE-M1及qE-M2,因此qE-F1更可能与抗病性状相关。本研究开发出了抗哈维氏弧菌病性状相关微卫星标记及QTL区间,为抗病新品种的培育奠定了基础。