牙鲆"鲆优2号"不同养殖地点生长和存活性状的基因型与环境互作分析

为比较牙鲆"鲆优2号"在不同养殖地区的生长和存活性能,实验利用连续多代对生长性状和抗迟缓爱德华氏菌病性状遗传参数评估和基因组选择的结果筛选出的亲本,建立28个"鲆优2号"家系,在河北(Site 1)和山东(Site 2)进行对比养殖试验,利用混合线性动物模型对生长和存活性状进行了基因型与环境互作分析。Site 1和Site 2的平均日增重分别为1.5和1.2 g/d,养殖成活率分别为81.4%和82.2%,"鲆优2号"在两个养殖地点的生长和抗病性能均表现优异。不同养殖环境间收获体质量和存活性状的遗传相关分别为0.57(<0.7)和0.82(>0.7),说明不同养殖环境间收获体质量存在显著的基因型与环境互作效应,但是不同养殖环境间存活性状的基因型与环境互作效应不显著。研究表明,牙鲆"鲆优2号"新品种在不同养殖地点的生长和存活性能均表现良好,为保证良好的推广效果,需要对牙鲆的制种方案进一步优化,针对不同的养殖地区进行"鲆优2号"苗种生产,或培育具有普适性的"鲆优2号"苗种,保证在不同养殖环境下的快速生长和高存活率优势。     

基因组选择技术在半滑舌鳎“鳎优1号”新品种培育中的应用研究

半滑舌鳎是我国九大海水养殖鱼类之一,入选国家海水鱼产业技术体系。因其肉质细腻、味道鲜美,极受消费者欢迎,市场价值很高。在半滑舌鳎养殖业蓬勃发展过程中,种质退化、抗病力下降和疾病频发等问题相继出现,制约了养殖产业的发展。为改善半滑舌鳎种质资源现状,我们针对生长和抗病性状开展了连续四代家系选育,并从第三代选育开始,利用基因组选择育种技术估算半滑舌鳎抗哈维氏弧菌的基因组估计育种值,提高抗病性状的选育效率,于2018年分别筛选出一批生长速度快、抗病力强的家系。随后,利用这些抗病速生家系进行大规模苗种繁育,并在山东、河北和天津等地进行了连续两年的生产性对比试验。2021年,半滑舌鳎速生抗病新品种通过了全国水产原种和良种审定委员会的审定,命名为“鳎优1号”。与未经选育的半滑舌鳎相比,“鳎优1号”新品种抗哈维氏弧菌感染能力提高30.9%,18月龄鱼的体重平均提高17.7%,养殖成活率平均提高15.7%。此外,“鳎优1号”苗种的生理雌鱼比例高达40%左右。半滑舌鳎新品种“鳎优1号”的成功培育为水产养殖种业增添了良种,推动了半滑舌鳎分子育种技术的发展,为基因组选择育种技术在水产良种培育中的应用奠定了基础。     

牙鲆rnd1基因克隆、表达模式及与抗病力的关系

迟缓爱德华氏菌病是海水鲆鲽鱼类的主要病害,发掘抗病分子标记辅助育种是十分有效的策略。本研究以牙鲆(Paralichthys olivaceus) rnd1基因(Pornd1)为对象,对该基因在牙鲆抗病免疫方面的作用进行系统分析。首先对Pornd1基因进行克隆鉴定和抗病相关单核苷酸多态性位点的定位,然后利用荧光定量PCR (qRT-PCR)对Pornd1基因的组织分布、细菌感染后表达情况以及在抗病和易感家系中的表达水平进行检测。结果显示,Pornd1 cDNA开放阅读框为699 bp,编码232个氨基酸。结合前期GWAS分析数据,本研究对Pornd1基因扩增和测序,确定Pornd1基因内含子2上存在一个抗迟缓爱德华氏菌病相关单核苷酸多态性位点,该位点在易感家系和抗病家系中分别是C/T,抗病家系(freqT=0.92)高于易感家系(freqT=0.20),具有显著性差异(P<0.05)。Pornd1在心、肝和肾中的相对表达量较高;迟缓爱德华氏菌感染后肝、肾和脾中Pornd1的表达量在6 h降低后逐渐升高,在48 h达到最高。Pornd1在抗病家系肝脏中的表达量显著高于易感家系。在蛋白水平,利用大肠杆菌(Escherichia coli)表达系统表达PoRnd1重组蛋白,检测其抑菌活性,发现PoRnd1重组蛋白对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌、迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)和哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)均具有一定抑菌活性。本研究揭示了Pornd1在牙鲆免疫抗病方面的作用,为开展牙鲆抗病分子育种提供了一个有效标记,并为解析其抗病性状的遗传机制提供理论基础。     

半滑舌鳎抗哈维氏弧菌病的遗传力和育种值分析

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)是我国沿海地区特有的海水经济养殖品种,在高密度工厂化养殖过程中该品种易受哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)感染患腹水病并大量死亡,严重影响了该品种养殖产业的健康发展,本研究以本实验室2016年建立的半滑舌鳎家系为基础,从22个家系中分别选取1 999尾和1715尾295日龄左右的幼鱼进行哈维氏弧菌人工感染实验。实验一共进行288 h,于300 h终止,2次实验感染后存活率范围分别为:0~95.45%和0~87.30%,平均存活率分别为31.17%和26.88%。成对t检验结果表明,2次感染实验中各家系感染后存活率无显著性差异(P=0.210.05)。本研究采用0/1(0表示死亡, 1表示存活)和每尾实验鱼在实验中的存活时间作为半滑舌鳎抗哈维氏弧菌的表型,并利用3种遗传评定模型对该性状进行分析。此外,对各家系育种值(家系中所有个体育种值均值)进行相关性分析和成对t检验以比较3种模型对该性状的估算能力。结果表明,半滑舌鳎抗哈维氏弧菌遗传力为0.17±0.05~0.36±0.20,属中低遗传力。相关性分析结果显示,3种模型估算出的各家系育种值之间的Pearson相关系数范围为0.94~0.97,呈高度正相关关系。3组家系育种值有相似的排名,成对t检验结果表明3组排名之间没有显著性差异(P0.05)。上述结果表明,半滑舌鳎抗哈维氏弧菌属于中低遗传力性状,存在较为丰富的遗传变异,适合采用家系选育的方式对该性状进行选育。此外,3种模型对半滑舌鳎抗哈维氏弧菌遗传参数的估算能力相似。本研究在人工感染实验的基础上,利用3种遗传评定模型分析了半滑舌鳎抗哈维氏弧菌遗传参数,得到了该性状的遗传力和各家系育种值,补充了半滑舌鳎抗哈维氏弧菌遗传参数估计相关内容,为选育抗哈维氏弧菌的半滑舌鳎苗种提供了参考。