基于线粒体基因组的东方鲀属系统发育学及群体遗传学

为了细致探究东方鲀属内系统发育关系，本研究首次基于群体尺度对东方鲀属物种进行系统发育分析。利用线粒体基因组，在包含10个种的124尾东方鲀中，挖掘了1 488个单核苷酸多态性（SNP）位点和4个插入缺失（INDEL），使用这些遗传变异位点进行了系统发育及群体遗传学分析。发现网纹东方魨与铅点东方鲀可能是同种异名，且二者形成的姊妹群位于东方鲀属基部；暗纹东方鲀与红鳍东方鲀、菊黄东方鲀与双斑东方鲀各自亲缘关系较近。此外，实验发现了4尾可疑的双斑东方鲀和菊黄东方鲀杂交个体，以及2尾可疑的横纹东方魨杂交个体。遗传多样性方面，弓斑东方鲀遗传多样性最低。此外，实验在10种东方鲀中共找到595个种间特异性SNP位点。Ka/Ks分析表明，nd6基因的Ka/Ks最高（平均为1.19），说明在东方鲀属中nd6可能经历了正选择，而ATP合成酶基因可能在东方鲀适应淡水环境中受到选择。研究表明，东方鲀属内系统发育关系较为复杂，且在野生环境下东方鲀物种间广泛存在自然杂交现象，该研究为东方鲀物种快速鉴定提供可靠的分子标记，加速东方鲀属系统发育研究进展，并为东方鲀野生种质资源保护提供了理论依据。     

大黄鱼肌纤维性状的全基因组关联分析

大黄鱼是我国近海重要经济鱼类,因养殖条件限制,其肉质难以满足消费者的需求。肌纤维组织学特征是鱼类肉质评价中的常用指标,肌纤维平均直径和密度对鱼类肉质有重要影响。为定位肉质相关遗传位点,解析大黄鱼肉质性状的遗传调控机制,并为养殖大黄鱼肉质选育提供基础,本研究首次对大黄鱼肌纤维性状进行全基因组关联分析。采集一个大黄鱼养殖群体的背部肌肉样本,通过组织切片获得了483尾大黄鱼的肌纤维直径及253尾的肌纤维密度数据。随后用双消化限制性酶切位点相关的DNA测序（ddRAD-seq）法进行基因分型,获得了25 520和25 309个高质量单核苷酸多态性（SNPs）位点用于全基因组关联分析（GWAS）。最终,在5条染色体上定位到了6个显著位点,并注释到了lpin2、adcyap1、btg1、tcp11l2、lifr、thbs4、gmeb1、slc2a1、myom1、myom2共10个候选基因。对这些候选基因的分析表明,大黄鱼的肉质与肌纤维组成和生长,以及能量代谢有关。lpin2、adcyap1、btg1等基因可能在决定大黄鱼肌肉的物理特性中发挥作用。本研究首次对大黄鱼肌纤维相关性状进行基因组定位,研究结果为大黄鱼分子标记辅助选育提供了重要的理论参考,并为后续开展针对养殖群体大黄鱼肉质性状的遗传改良提供了分子工具。     

花鲈不同养殖群体的遗传结构分析

采集我国花鲈(Lateolabrax maculatus)主要养殖地区山东(青岛市和东营市)、浙江(宁波市)、福建(福鼎市、漳州市梅岭镇、漳州市桥东镇和漳州市东山县)、广东(珠海市斗门区)的86尾个体作为实验对象,结合已报道的花鲈野生群体的遗传研究背景,通过ddRAD简化基因组测序对以上花鲈养殖群体进行遗传结构分析。主成分分析(PCA)与遗传组分分析结果(最佳聚类K值为2)均显示,8个花鲈养殖群体与天津、烟台和文登的野生群体间遗传差异较小,表明我国花鲈养殖群体主要为黄、渤海种质来源。8个养殖群体间遗传分化分析结果显示,福建漳州梅岭镇和桥东镇的2个养殖群体与其他养殖群体间出现显著的遗传差异,表明所检测的养殖群体内部也出现了一定程度的分化。本研究结果可为我国从山东到广东(从北到南)的花鲈养殖群体遗传结构分析提供参考,为后续花鲈种质资源的保护、育种工作提供依据。     

基于计算机视觉的大黄鱼体尺、体重性状表型测量装置开发和应用

鱼类的体重、体长等表型性状是水产养殖和遗传育种中非常重要的经济性状，为了避免人工测量的不确定性、误差随机性和效率低下的问题，本研究开发出一种基于Mask Region Convolutional Neural Network (Mask R-CNN) 的自动化、无侵入式鱼类图像分割和表型性状测量的装置。该装置包括图像采集装置和控制软件两部分，其中图像采集装置可以测量不同规格鱼类 (体长1~40 cm)。基于Mask R-CNN的控制软件，可以对图片进行目标性状的训练和预测，实现目标数据的测量、存储和管理。本研究利用该装置对477尾3月龄大黄鱼进行了图像采集和基于大黄鱼图像的体长、体高、体重性状预测。研究表明，利用该装置测量的大黄鱼体长和体高的平均相对误差均小于4%。基于体长、体高、体表面积的多元回归模型对体重进行拟合，测量值与真实体重的相关系数为0.99，平均相对误差为4%，对每张图片的平均处理时间为3 s，测量速率是人工的8倍。该系统可以实现自动化、高效、准确地获取大黄鱼体型与体重性状，为大黄鱼种质资源评价、良种选育和种质创新提供更加便捷高效的表型测评工具。