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4种壳色家系子代的表型性状比较

本研究分析了长牡蛎(Crassostrea gigas)白壳色、黑壳色、金壳色和紫壳色4种壳色家系各生长阶段的表型性状及成贝生长和存活性状基因型与环境的互作效应。结果表明, 浮游阶段10日龄后, 金壳色和紫壳色家系壳高显著高于白壳色家系和对照组(P<0.05); 稚贝阶段40和100日龄紫壳色家系壳高显著高于对照组(P<0.05), 160日龄白壳色家系壳高显著小于其他家系(P<0.05); 成贝阶段金壳色家系壳高和总重显著高于白壳色和黑壳色家系及对照组(P<0.05)。浮游阶段15和20日龄紫壳色家系存活率显著高于其他家系(P<0.05); 稚贝期各家系存活率差异不显著(P>0.05); 420日龄紫壳色家系存活率显著高于其他家系(P<0.05)。基因型与环境互作效应对双岛湾和海阳所海区长牡蛎成贝壳高和壳长影响显著(P<0.05), 对总重和存活率的影响不显著(P>0.05)。研究表明长牡蛎壳色与其生长和存活性状关联显著, 成贝阶段生长和存活性状的基因型与环境互作效应相对较弱, 不会对长牡蛎在两海区的育种效果产生显著影响。

     

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。     

长牡蛎酪氨酸酶基因(CgTyr1)SNP多态性与壳色性状的关联

黑色素是一种广泛存在于动物界的生物色素,而酪氨酸酶被认为是一种重要的调控黑色素合成的关键酶。实验以3种壳色的长牡蛎选育品系为材料,使用PCR-SSCP的方法对长牡蛎酪氨酸酶基因CgTyr1进行SNP分型筛选,将突变位点与不同壳色性状进行关联分析。结果显示,酪氨酸酶基因的外显子上存在23个SNP位点,其中11个SNP位点与壳色性状极显著相关;在这11个SNP位点中,检测到有3个SNP位点为有义突变(c.591C/T、c.632G/A和c.1155T/C),分别导致不同的氨基酸突变(Ala122Val、Gly136Ser和Phe310Ser);利用极显著关联的11个SNP位点,为每种壳色群体建立了1种单倍型,并在验证组中得到了确认。研究表明,长牡蛎酪氨酸酶基因的单个碱基突变和以此构建的单倍型与壳色性状存在显著的关联。本研究筛选出的SNP位点和构建的单倍型为长牡蛎壳色品系选育提供了重要的参考资料。     

合浦珠母贝不同生长阶段的基因型与环境互作效应

为了研究合浦珠母贝(Pinctada fucata)不同生长阶段基因型与环境的互作效应,从2012年1月在海南构建的家系中选取生长快、中、慢3个典型家系(分别编号为F1、F2和F3),于海南陵水黎安、广东湛江覃斗和广西防城白龙3个不同海区进行养殖试验,每个海区每个家系的放养数量为800个,养殖1年。采用方差和加性主效应乘积交互作用(additive main effects and multiplicative interaction,AMMI)模型对各家系不同生长阶段壳长、壳高、壳宽和体重4个性状的基因型与环境互作效应进行分析。结果显示,不同海区间合浦珠母贝的生长差异显著(P0.05),其中海南黎安的生长较快,广西白龙较慢;家系间,F2家系的壳长、壳高、壳宽生长速度最快,F1家系体重生长速度最快。整个试验阶段总体上4个性状的基因型方差占变异总方差的比例为72.47%~88.55%,环境方差占9%~24.13%,基因型×环境互作方差占3.32%~4.04%。随着生长的进行,4个性状的基因型方差所占比例由最早阶段的92.32%~98.66%下降到最后阶段的32.45%~68.10%,环境方差由0.11%~1.27%增加到24.41%~62.26%,家系×环境互作方差由0.79%~3.9%增加到3.84%~7.51%。AMMI模型双标图分析表明,F1家系与覃斗、F2家系与黎安存在一定的互作,而F3家系的稳定性最好。上述结果显示,基因型与环境互作效应较小,家系对表型变异的贡献较大,表明家系的选择非常重要。该结果对合浦珠母贝优良品系的选育与推广具有重要指导意义。     

长牡蛎(Crassostrea gigas)壳宽快速生长选育群体遗传多样性及遗传结构的微卫星标记分析

为了监测长牡蛎(Crassostrea gigas)在选育过程中的遗传变异、分析选育对其遗传结构的影响,本研究以选育目标为壳宽快速生长的长牡蛎为实验材料,利用微卫星(Simple Sequence Repeats)标记技术,对长牡蛎基础群体(P0)和连续两代选育群体(F1和F2)进行遗传多样性评估。结果发现,所有微卫星位点在3个群体中都表现出了较高的多态性,P0、F1和F2代群体的平均等位基因数分别为16.5、12.2和12.8;P0、F1和F2代群体多态性信息含量(Pic)的平均数值分别为0.9068、0.8982和0.8836。所有群体10个位点的观测杂合度值(Ho)均小于期望杂合度值(He),观测杂合度平均值的大小范围为0.5775–0.6484,期望杂合度范围为0.8594–0.9279。哈迪-温伯格平衡(HWE)结果显示,3个群体在10个位点上有24个群体的位点组合显著偏离HWE(P<0.05),说明人工选育对选育群体的遗传结构有一定的影响。3个群体在10个位点上的Fis值均为正值,平均范围为0.1541–0.2341,表明群体内各位点上的杂合子比例有所下降;各群体间Fst值范围为0.0093–0.0245,遗传分化程度较弱。此研究表明,以壳宽快速生长为选育目的,长牡蛎连续选育群体仍具有很高遗传多样性,人工选育过程中保持一定选择压力,仍然会使长牡蛎的优良生长性状得到不断提高。     

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。