全基因组选择育种策略及在水产动物育种中的应用前景

全基因组选择的概念自2001年由Meuwissen等提出后便引起了动物育种工作者的广泛关注.目前,澳大利亚、新西兰、荷兰、美国的研究小组已经应用该方法进行了优质种牛的选择育种,并取得了很好的效果.此外在鸡和猪的选择育种中也有该方法的应用,但在水产动物选育中尚未见该方法使用的报道.本文对“全基因组选择育种”的概念和提出背景进行了归纳,对全基因组选择育种的优势进行了阐述,并详细介绍了其具体的策略,总结了目前全基因组育种所广泛采用的方法以及取得的成果,旨在为该方法在水产动物育种方面的应用研究提供科学参考.     

水产动物多倍体育种技术研究

多倍体育种是当今水产经济动物育种的一个重要方面,国内外对此的研究也日趋广泛和深入,且取得了令人瞩目的成就.本文对多倍体产生的机理,人工诱导的方法,倍性鉴定方法,应用前景及近几年来的研究状况作了一综合评述.     

最佳遗传贡献理论及其在水产动物选择育种中的应用前景

水产动物多性状复合育种技术已发展成为国内水产选择育种的重要技术体系。在限定的近交水平下,如何选种和配种实现遗传进展最大化是当前该体系亟待解决的一个突出问题。在动植物选择育种中,最佳遗传贡献理论(Optimum Contribution,OC)已成为平衡育种核心群长期遗传进展与近交水平的有效工具。本文论述了OC理论的提出背景和发展过程、不同优化算法的特点和该理论在动植物选择育种中的应用进展,并进一步综述了基于基因组信息的OC理论研究新进展。遗传贡献目标函数的优化算法主要包括拉格朗日乘数法、半正定规划法和差分进化算法等。基于拉格朗日乘数法,执行OC选择10代后获得的遗传进展要比最佳线性无偏预测法(Best Linear Unbiased Prediction,BLUP)育种值直接选择高21%-60%。针对水产动物等高繁殖力大群体,育种学家进一步改进了算法,利用候选亲本父母本群体的加性遗传相关矩阵来计算候选亲本群体的加性遗传相关矩阵和逆矩阵,降低了逆矩阵的维数,提高了最佳遗传贡献值的计算效率。但是拉格朗日乘数法并不能保证求解出的遗传贡献值为全局最大值,而半正定规划方法利用内点算法可以获得候选亲本的最佳遗传贡献值,与前者相比遗传进展可进一步提高1.5%-9%。差分进化算法可将遗传进展、遗传多样性、后代近交、场间遗传联系、多阶段选择、分子标记利用和成本等多种因素纳入目标函数进行优化,同时完成个体选择和交配方案制定两个关键任务。复合系谱和基因组信息,在限定的近交水平下,可以获得更为准确的遗传贡献值,遗传进展可进一步提高。OC选择已经应用在畜牧、林木育种研究中,育种群体的近交水平得到了有效控制,与BLUP直接选择相比,目标性状的遗传进展进一步提高(17%-30%)。针对水产动物多性状复合育种技术体系的特点,本文分析了OC理论应用的紧迫性和可行性,提出了亟待解决的关键技术问题和解决方案,为下一步在水产动物选择育种中应用OC理论提供借鉴和指导。     

水产动物育种值估计方法及其应用的研究进展

育种值是选种和配种计划制定的基础,育种值估计是水产动物选择育种的重要内容之一,育种值估计的准确性直接影响着育种项目的遗传进展和选择效果。本文综述了3种育种值估计方法,选择指数、最佳线性无偏预测BLUP法和标记辅助BLUP方法的原理、优缺点及其在水产动物育种中的应用进展。众多研究表明,基于系谱结构和表型信息的BLUP方法将成为水产动物育种中一种快速有效的育种值估计方法。     

水产动物选择育种的常用方法和应用

世界水产养殖业的快速发展是以良种培育为基础而获得发展和提高的。优良品种可在不破坏生态环境、不影响其它产业发展的情况下提高养殖的产量、质量及经济效益,它和饲料、水质一起构成水产养殖生产的三大主要物质基础。对我国这样一个养殖大国来说,选择育种具有非常重要的作用和意义。     

水产动物分子育种研究进展

本文介绍了水产动物分子生物学尤其是分子标记的发展,比较了共显性标记和显性标记用于水产动物育种研究的优缺点.介绍了开展分子标记育种研究的基础研究--连锁图谱和经济性状QTL定位研究进展.同时还对国内外已开展的标记辅助的家系育种和QTL研究为基础的性状选择育种等研究进行了综述.最后,着重探讨了分子育种理论及作者建立的有关鲤的3种分子标记指导的育种技术.通过分子育种技术具有不同发展阶段的理论分析以及分子育种的实例介绍,旨在加快分子选择手段与常规表型选择的结合,从而推进分子育种技术在中国主要水产养殖动物育种研究中的应用.     

中国对虾体重育种值估计的动物模型分析

育种值是选种和配种计划制定的基础,其准确性与选择效果密切相关。利用中国对虾2005年21个父系半同胞组共1387个个体体重数据,将家系标记时的平均体重、全同胞组效应等因子组合,建立了4种不同的动物模型,应用BLUP法估计体重育种值。4种模型的估计结果分析表明,家系标记时的平均体重和全同胞家系效应是两个重要影响因子,建立的AFB动物模型比其他模型所估计的结果更准确。AFB动物模型估计中国对虾145d的体重遗传力为0.14±0.076,据此计算育种值并进行模拟留种分析。结果显示,在根据表型值或育种值选种的情况下,育种值选种的留种家系或个体的育种值比表型值选种分别提高50%和80.59%,育种值选择的效率更高。     

水产动物基因工程抗菌肽研究及其应用前景的研究

抗菌肽是水产动物体内非特异性免疫系统的第一道防线,在抵御外来病原微生物的过程中发挥着重要作用.来源于鱼、虾、蟹等水产动物的抗菌肽杀菌作用更强,溶血效应小,种类多样化,显示出比其它种类更具优势的应用前景.介绍了一些水产动物抗菌肽的研究近况、基因工程研究进展以及转抗菌肽基因在水产动物中的研究进展,并展望了其在水产领域的应用前景.     

水产动物育种分析与管理系统的开发和应用

针对国内水产动物多性状选择育种研究处于起步阶段的现状,以BLUP遗传评定为核心的水产动物多性状复合育种技术体系为依托,结合国内水产动物育种项目研究,开发了一套适合大多数水产动物育种分析与项目管理的软件系统。该系统是在WindowsXP环境下利用MicrosoftSQLServer2000数据库和基于ObjectPascal语言的DelphiIDE工具开发完成的。主要包括6个功能模块:系统管理、基本信息、种质管理、性能管理、育种分析和销售管理等,覆盖整个育种项目周期,并对流程实行标准化,能够自动化完成种质和性能测定数据的管理、遗传参数估计、育种值计算和配种方案制定等主要工作。软件已经在中国对虾、大菱鲆和罗氏沼虾等育种项目中得到应用,其推广和应用能够有效提升行业的整体育种技术水平,推动我国水产动物育种工作的发展。     

鲑鳟鱼类育种中常用策略、方法及其应用概述

鲑鳟鱼类是世界上最早采用现代数量遗传学理论指导育种实践的水产动物之一,在近50年育种实践中积累了大量经验,形成了一整套行之有效的育种策略、选择方法,为其他水产动物的遗传选育提供借鉴。育种者为满足消费市场和养殖者对鱼肉品质、鱼体规格、高抗病力、高饲料转化率等需求,利用多种育种策略和选择方法来开发相应的养殖品种和品系。本文从育种策略、选择方法等概括介绍目前我国鲑鳟鱼遗传育种领域的主要支撑技术,以期为其他水产动物育种提供参考。     

水产动物遗传图谱的构建和 QTL 定位研究进展

改革开放三十年来,我国水产养殖业取得了举世瞩目的成就,产量约占世界水产养殖总产量的70％,养殖对象也由四大家鱼不断向各名特优鱼扩展。但由于我国水产养殖行业与国外相比发展较晚,基础研究较为薄弱,加之育种过程中缺乏科学的规范和标准,苗种总体质量不高,种质资源退化较为严重,出现生长速度慢、抗病力低、成活率低等现象。在如今养殖环境每况愈下和高密度养殖的条件下,很容易爆发大规模死亡。因此,水产动物的良种选育成为了制约我国渔业经济进一步发展的瓶颈。为了解决这个棘手的问题,我国遗传学家对良种选育工作开展了广泛而深入的研究。早期的选育工作将主要精力集中于遗传参数的估计以制定相应的选择策略［1‐2］,尽管在育种实践过程中取得了不少的成就,但亦有其缺陷：（1）从本质上讲是将控制数量性状的多微效基因作为一个整体来研究,因此终究只能是一种数率统计和概率推断,无法将控制性状的基因分离出来,更无法从基因水平上阐明性状差异产生的原因;（2）由于基因型到表型的过程中伴有遗传信息的改变,所以通过表型值进行选育往往不能达到很好的效果,甚至可能出现很大的偏差。因此,QTL 定位应运而生,它的理论基础也是将数量性状看成是多个微效基因共同作用的结果,所不同的是,它可以通过高密度遗传图谱的构建和连锁概率分析,将影响性状的各主效基因分离开来并定位于某一区间,进一步精细定位后,通过图位克隆或候选基因等方法实现目的基因的分离克隆,这就从分子水平上解决了数量性状的遗传本质问题,并且完成了从结构基因组研究向功能基因组研究的过渡。除此之外,对 QTL 的选择是直接对基因型的选择,排除了环境因素对选择所造成的影响,精确度大大提高,并可以对个体进行早期选择,使育种周期大大缩短。由于遗传图谱构建和QTL定位对于基因组研究及育种实践的重要性,国内外科研人员对许多水产动物都开展了相关研究［3‐33］。当然,Q T L的成功定位必须依赖于高质量、高饱和度的的遗传图谱。至目前为止,有近20种海淡水养殖动物公布了遗传连锁图谱,虹鳟（On‐corhynchus mykiss ）、罗非鱼（ Tilapia）、大西洋鲑（Salmo salar）等都建立了中高密度的遗传图谱,为其基因组研究和育种工作打下了坚实的基础。     

基于专利的我国水产动物育种技术景观分析

针对现阶段我国水产动物遗传育种技术全景研究较少且主要以定性研究为主的问题,采用定量技术景观分析方法,从时间、空间、主题、创新主体等4个维度对该领域的技术进行了全景阐释。结果表明:我国水产动物育种技术正处于快速发展期;东部沿海各省育种技术创新表现活跃;选择育种、杂交育种等传统的育种技术持续发展,技术创新成果多,分子生物学与传统育种相结合的选育成果已经开始凸显;科研院所和高校是技术创新的来源,企业尚未成为该领域的创新主体。     

水产动物免疫增强剂的研究现状及应用前景

水产养殖业在世界范围内蓬勃发展的同时，由于高密度集约化养殖、过量投饵等原因，而造成环境恶化，导致各类细菌病、病毒病的频繁发生，严重阻碍了水产养殖业的持续健康发展。鱼类、贝类、虾类、蟹类均发生过大面积死亡，尤其某些病毒性疾病的死亡率可达60％-100％，对水产养殖业的打击是毁灭性的。目前已从生理、病理、种质、营养、生态、流行特点等方面进行了大量研究，以使用抗生素为代表的传统治疗方法，因其易导致养殖动物产生抗药性、易有残留等原因，在各国逐渐被禁用和取代。免疫机制的研究是合理有效防治各类病害的根本和依据，近来免疫学研究已成为水产动物病害研究的热点之一。     

鱼类遗传连锁图谱的研究进展

我国是渔业大国,十分重视鱼类品种的培育.现己培育出的新品种基本上均是通过形态特征来进行选育,由于形态及表型是遗传因素与环境因素相互作用的综合结果,仅根据表型得到的优良性状在选育中不稳定,且育种周期相当长.     

现代生物技术在水产动物遗传育种中的研究进展

综述了细胞核移植、核酸诱导、细胞与组织培养、细胞融合以及基因工程等技术在水产生物遗传育种方面的研究状况。     

水产动物染色体操作育种研究进展

随着科学技术的高速发展,我国水产动物育种技术有了很大的提高。染色体操作育种技术作为现代遗传育种的重要组成部分,在水产动物育种中得到了广泛应用。本文就近年来水产动物染色体操作育种技术,包括人工诱导多倍体与检测多倍体的方法、雌核发育和雄核发育的研究现状和发展前景进行综述。     

微生物学在水产养殖上的应用

微生物学既是一门基础理论学科，同时也是一门重要的应用科学，它与人民生活密切相关，在关于生命科学和生物工程的研究中占有重要地位，同时，微生物学与水产养殖业关系密切，在水产经济动物养殖上有着广泛的应用前景。     

罗非鱼选育种的方法

1郾罗非鱼的选择育种罗非鱼选育种主要是利用品种纯度的相对性和品种群体的遗传变异,对变异的群体进行定向选择,选择优良的经济性状。选择又分自然选择和人工选择。自然选择有利于个体的生命力、适应性的提高,罗非鱼抗病力和抗寒力提高主要是应用自然选择;人工选择有利于经济性状的提高。选择的方法有个体选择和群体选择,我们在罗非鱼的选择育种中都采用群体选择,选择具有经济性状的群体,坚持定向培育,才能保持和稳定罗非鱼的经济性状,所以选择育种需长期不懈地坚持下去,不进则退。选育纯度高的尼罗罗非鱼和奥利亚罗非鱼,经过20多年的不懈努…     

喹诺桐类抗菌药在水产动物疾病防治中的应用

喹诺酮类抗菌药是一类具有喹诺酮环结构的抗菌药。也有的称为“氟吡酮酸”或“吡啶酮羧酸”类抗生素。目前该类药品种日益增多 ,合成品已达数百种 ,抗菌作用和疗效不断提高 ,而成本下降。其主要作用机制是抑制细菌 DNA旋转酶的 A亚基 ,阻断 DNA的复制 ,从而杀灭细菌。这类新药可能成为防治鱼、虾细菌性疾病的有效药物。1　喹诺酮类药物的优点该类药物在国内外防治鱼病中均获得好评 ,具有明显的优势 :1 .1　抗菌谱广 ,尤其对革兰氏阴性菌抗菌作用强 ;1 .2　高效、用药量低 ,给药方便 ;1 .3　不易产生耐药性 ,是以 DNA为靶 ,与其它抗菌药…     

几种DNA分子标记技术及其在水产动物中的应用

本文介绍TRFLP、RAPD和AFLP分子标记技术的原理及其特点，并论述了三种DNA分子标记技术在水产动物种质资源和遗传育种研究中的应用。