鱼类性别决定及性别特异分子标记的研究进展

在脊椎动物系统进化中,鱼类处于承前启后的关键地位.与高等脊椎动物相比,鱼类的性别决定机制具有原始性、多样性和易变性,并具有所有脊椎动物的性别决定方式,存在从雌雄同体到雌雄异体的各种性别类型,性逆转在鱼类也是较为常见的现象.     

两种泥鳅不同群体遗传变异的 RAPD 分析

本文系统介绍了鱼类性别特异分子标记筛选的研究历程、分子标记辅助性控育种的研究进展及展望。首先,作者回顾了我国鱼类性别特异分子标记的研究历程,包括探索期 (2001—2006年),突破期 (2007—2012年)和快速发展期 (2013—2023),其中在突破期重点描述了半滑舌鳎、黄颡鱼等性别特异分子标记的发现,为我国鱼类性别决定机制研究和性控育种提供了重要技术手段。其次介绍了分子标记辅助性控育种的研究进展,采用性别特异分子标记辅助培育出半滑舌鳎“鳎优1号”,黄颡鱼“全雄1号”、“全雄 2号”等新品种,极大的推动了我国鱼类性别控制育种研究工作。最后,文章对我国鱼类性别特异分子标记筛选和分子标记辅助性控育种的未来发展方向进行了展望,提出今后应从持续开发养殖鱼类性别特异分子标记、强化鱼类性别特异分子标记筛选方法创新、优化鱼类性别特异标记的应用方法等方面加强鱼类分子标记辅助性控育种的研究。

     

鱼类性别相关基因及性别特异标记的研究进展

对动物性别的研究一直深受人们关注,以哺乳类为代表已经取得了许多可喜的成果。由于鱼类在脊椎动物系统进化中处于承前启后的地位,是脊椎动物中分布最广、种类最多的类群,具有多种多样的生物学特征和重大的经济价值,所以,对于鱼类性别决定机理的研究具有重大意义。本文主要介绍了鱼类性别决定相关基因和性别特异标记的研究进展。     

TGF-β信号通路在鱼类性别决定与分化中的作用

脊椎动物性别分化和性腺发育的分子机制保守,但不同类群的最上游的性别决定基因却大不相同,尤其是鱼类,其性别决定基因表现出明显的多样性。性别决定包括环境性别决定和遗传性别决定,环境性别决定主要受温度、光照、激素和pH等的影响,而遗传性别决定一般由位于性染色体上的性别决定基因决定。转化生长因子-β(transforming growth factorβ, TGF-β)信号通路参与介导了多种生物学过程,近年来很多研究表明,鱼类有多个性别决定基因都是TGF-β信号通路的成员,且该信号通路对于鱼类的性别分化也有重要的作用。本文总结了鱼类已报道的性别决定基因或候选基因,详细综述了TGF-β信号通路在鱼类性别决定与分化中的各种功能,并探讨了该信号通路参与鱼类性别决定的可能机制,这对认识TGF-β信号通路在鱼类性别决定、分化中的作用和性控育种有重要意义。     

半滑舌鳎雌性特异扩增片段长度多态性标记的筛选与应用

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevisGünther)为东北亚特有的名贵冷温性比目鱼类,为我国养殖业的新宠。半滑舌鳎雌鱼生长速度是雄性的2~3倍,若能实现单雌化养殖将大大提高养殖业的经济效益。本研究利用扩增片段长度多态性(AFLP)技术,应用64个引物组合,检测了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevisGünther)雌雄基因组DNA的多态性,筛选与半滑舌鳎性别相关的AFLP分子标记。实验经过3轮筛选和验证,4个引物组合扩增出7个雌性个体出现频率为100%的DNA片段,我们认为这7个标记是半滑舌鳎雌性特异的AFLP标记,分别命名为CseF382、CseF575、CseF783、CseF464、CseF136、CseF618和CseF305。同时,将标记CseF382成功转化为SCAR标记,测定了该标记的DNA序列,建立了半滑舌鳎遗传性别鉴定的PCR技术,为半滑舌鳎性别决定机制的研究和性别控制奠定了重要基础。     

DNA分子标记在我国海水养殖动物遗传育种中的应用

DNA分子标记是以脱氧核糖核酸多态性为基础的遗传标记.本文综述了DNA分子标记技术在环节动物、软体动物、甲壳动物、鱼类等我国海水养殖动物中遗传多样性和遗传结构分析、亲缘关系鉴定、品系家系鉴别、构建遗传连锁图谱、数量性状定位等方面的应用.指出了目前DNA分子标记在海水养殖动物遗传改良和辅助育种等研究领域存在的问题,最后对该领域的研究提出展望,以期为海水养殖动物遗传育种研究提供参考.     

虹鳟倍性鉴定SSR标记筛选与应用研究

虹鳟(Oncorhynchus mykiss)是我国冷水性鱼类的主要养殖品种。与二倍体相比,虹鳟三倍体具有生长速度快、肉质好和不育等优点。目前,鉴定虹鳟倍性主要是通过流式细胞术进行DNA含量分析,但这种方法需要采集鱼类血液或组织样本,会对其造成伤害。为了实现利用微创方法收集样本鉴定虹鳟倍性,本研究利用PCR扩增以及电泳分离技术对153个微卫星标记(SSR标记)进行分析,其中139个SSR标记能够在二倍体和三倍体中成功扩增,筛选出132个SSR标记具有多态性,最终鉴定出7个标记在三倍体中表现出较高的变异性。通过在52个已知倍性水平的参考样本和48个未知倍性的样本上进行验证,进一步从中筛选出3个SSR标记(SSR1054、SSR1056和SSR1468)足以区分倍性水平,并且根据3个标记序列重新设计了3对具有良好稳定性的引物序列进行倍性分析应用。本研究所筛选的SSR标记解决了现有虹鳟倍性鉴定中存在的技术流程复杂、耗材昂贵的问题,并有助于不同倍性虹鳟的遗传多样性研究。     

“主要水产养殖种微卫星标记开发与鲤的分子育种”成果获范蠡科学技术奖一等奖

10月,中国水产学会第二届范蠡科学技术奖评选揭晓,由中国水产科学研究院黑龙江水产研究所孙效文研究员主持完成的“主要水产养殖种微卫星标记开发与鲤的分子育种”成果荣获一等奖。     

海带雌配子体细菌人工染色体(BAC)文库构建及特异分子标记邻近基因的图位克隆与序列

UV性别决定系统在一些低等生物生活史的单倍体阶段展现出特定的进化和遗传特性。实验构建了一个海带雌配子体基因组的细菌人工染色体(BAC)文库,结果显示,该文库包含31 872个克隆,插入片段平均长为115 kb,覆盖6.57倍的海带基因组。利用海带雌配子体特异性的标记FRML-1488的序列为探针筛选BAC文库,获得4个阳性BAC克隆。随机挑选一个克隆(638-C12),通过Roche454第二代测序平台进行测序,并经过间隔序列的扩增、克隆和测序,了解到该BAC克隆的插入片段长为86 996 bp。该序列位于海带基因组的Scaffold285上,占后者序列总长的22.4%。序列分析结果显示,在雌配子体特异性标记FRML-1488的上游存在大量的微卫星以及Copia逆转录转座子等重复序列。推测BAC克隆638-C12的插入片段可能与海带U染色体的性别决定区相关。本研究是BAC文库在海带性别相关序列图位克隆的首次应用报道,将有助于海带性别染色体结构的揭示及性别决定机制的解析。     

动物分子育种及其在鱼类育种中的应用

随着生物技术的迅速发展,动物的育种技术也在更新换代,新型的分子育种正在越来越广泛地被应用于各种动植物育种中,但在鱼类中起步较晚,然而发展却迅速,如目前已在遗传图谱构建、QTL定位、分子标记辅助育种等方面广泛应用.本文综述了分子育种的研究内容并结合当前科研动态介绍了其在鱼类育种中的应用现状.     

鱼类基因组研究十年回顾与展望

本文回顾了我国鱼类基因组研究从无到有、从小到大的十年发展历程。分别介绍了我国在鱼类BAC文库构建、高密度遗传连锁图谱构建与QTL定位、全基因组测序和精细图谱绘制、基因组选择育种和基因组编辑等方面取得的重要进展和成果。结合国际上鱼类基因组研究进展,通过分析、比较指出,从2008—2013年,我国鱼类基因组研究在国际上处于全面跟跑状态,从2014—2018年,我国水产科学家奋起直追,加快鱼类基因组研究步伐,在短短5年内,在国际顶级刊物Nature Genetics、Nature上相继发表了半滑舌鳎、鲤、草鱼、牙鲆和海马等养殖鱼类的基因组精细图谱,使我国鱼类基因组研究在国际上从全面跟跑进入跟跑、并跑、领跑并存状态,特别是在个别方向和少数种类上实现了领跑。同时,指出了我国现阶段鱼类基因组研究与应用方面存在的不足和问题,并展望了我国鱼类基因组研究今后的发展方向和前景。     

水产生物技术研究的回顾、最新进展及前景展望

1简要回顾水产生物技术是20世纪80年代开始发展起来的、以水产生物为主要研究对象,以水产业应用为目的,以基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等现代生物技术为主体的综合性技术体系。水产生物技术是生物技术的重要组成部分,也是当今     

中国鲤育种的主要方法、遗传解析及展望

水产种业是水产养殖业发展的基础,是渔业战略性、基础性核心产业,也是保障未来养殖业绿色、健康发展的核心竞争力。随着水产业全球化、市场化的发展,我国种业正面临着前所未有的机遇与挑战。特别是随着生物技术的快速发展,水产育种也由传统的选择育种和杂交育种,发展至细胞工程育种、分子标记辅助育种、全基因组选择育种、分子设计育种和基因组编辑等精准设计育种。水产动物重要经济性状的基础研究及其遗传改良技术的创建驱动着我国水产种业的蓬勃发展,截止2022年,通过全国水产原种和良种审定委员会审定并由农业农村部公告的水产新品种就有266个,其中鲤新品种数量最多,为31个,表明鲤育种工作卓有成效。本文重点回顾了我国鲤的种质和基因组资源现状,鲤的主要品种及其育种方法;简要介绍了鲤生长、抗病、体色、饲料转化率等经济性状关联的遗传研究进展,并由此提出了新时代背景下鲤种业的发展方向和措施建议,以期为我国鱼类育种提供借鉴。     

中国鱼类基因组编辑育种研究现状及存在问题与展望

为提升水产科技期刊影响力,通过文献分析、现场调研、问卷调查等方式对期刊基本情况、期刊投审稿情况、期刊编委会情况、编辑能力、期刊编辑出版和传播方式等进行了分析。结果表明,水产科技期刊仅有一半左右被重要数据库收录,影响力指标低于农学类其他科技期刊;年收稿量500篇以下的占80.0%;稿件录用率低于50.0%的期刊占52.0%;高水平论文较少,仅有16.0%的调研对象对稿源质量表示满意;出版周期多以双月刊为主,占80.0%;超过90.0%的期刊都具备采编系统;在对期刊质量提升的贡献评估中,有57.1%的调研对象认为编委会的作用微乎其微或几乎没有影响。研究认为,当前水产科技期刊的出版周期略长,传播和办刊技术手段欠多样化,高质量稿件缺乏,编委会资源优势未充分发挥等因素,制约和影响了科技期刊影响力提升。文章建议,期刊管理部门和科学研究相关部门应制订科学合理的期刊评价体系支持期刊发展,而科技期刊应注重发挥学术导向作用、注重内容质量建设以塑造期刊价值,并通过建立和完善专业化办刊模式、加强新技术应用适应媒体融合、加强期刊集群化建设、加大国际化推广力度等措施,不断提升水产科技期刊影响力。

     

Insights for the Development of a Functional Fish Product: Drivers and Barriers,Acceptance, and Communication of Health Benefits

This study aims to explore consumer acceptance of a new functional fish burger using a qualitative approach based on four focus group discussions conducted in selected major Italian cities. Results show that the development of functional fish products may bypass fish consumption barriers, combining convenience and health benefits delivered by functional ingredients. The acceptance of new functional fish products seems to be influenced positively by the enrichment of functional ingredients naturally present in fish, particularly omega-3 fatty acids. Consumer acceptance of this new product is also influenced by the use of different nutritional and health claims. Implications for marketers and policy makers and insights for further research are discussed in the conclusions.     

Elemental analysis of otoliths, fin rays and scales: a comparison of bony structures to provide population and life-history information for the Arctic grayling (Thymallus arcticus)

Abstract –  We used laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry line scans to determine the elemental composition of otoliths, pectoral fin rays and scales of Arctic grayling. Elemental signatures of otoliths and pectoral fin rays effectively provide life-history information on individual fish, important for management of grayling, and potentially all freshwater teleosts. Bulk elemental signatures measured in the otoliths and fin rays were highly correlated to the stream chemistries where the fish were captured. A surprising result of this study was that fin rays showed the strongest relationship with water chemistry for strontium. Scale strontium concentrations were not correlated to water chemistries suggesting that other physiological mechanisms, or remobilisation, may be influencing the deposition of trace elements within scales. Linear discriminant function analyses for otolith and fin ray elemental signatures (and intriguingly also for scales) separated fish from different rivers for all three structures; thus, this technique can be used effectively as a means to discriminate origin of capture.     

Spawning areas and migration patterns in the early life history of Squalius cephalus (Linnaeus, 1758): Use of otolith microchemistry for conservation and sustainable management

1. In the context of the River Rhône restoration programme, the objective of this study was to assess the dispersal and population connectivity of the European chub, Squalius cephalus (Linnaeus, 1758) in a section of the natural, free-flowing part of the lower River Rhône.
2. The elemental water signatures for Sr:Ca and Ba:Ca were measured at seven stations within the river section, including its tributaries and backwaters, to determine whether they could be differentiated by microchemistry. From August to October the signatures differed among three sectors of the study reach: the Rhône; the Ardèche; and the backwaters.
3. The elemental signatures of the otoliths of 178 young-of-the-year (YOY) chub from the stations were measured to assess spawning areas and identify early migratory life histories. Analyses of otolith microchemistry identified the natal origin of 95% of the fish. Sr:Ca signatures of otoliths showed early downstream migration for 30.4% of the YOY chub; however, 70% of the fish recruited relatively close to their spawning origin suggesting a potential inshore retention of fish.
4. The results showed (i) a non-negligible contribution of the tributaries and backwaters in the recruitment of fish into the main channel; and (ii) the ability of chub to migrate over several kilometres during their first few months of life.
5. This study shows that the combination of water and otolith microchemistry analyses of fish growth increases the understanding of fish life history. Moreover, the study revealed that half of the YOY fish from this river section came from the tributaries and the other half came from reproduction in the River Rhône (despite its high anthropization).
6. These methods offer promising future applications of otolith microchemistry for river management in the context of ecological rehabilitation, especially to assess the effectiveness of measures applied in the restoration of floodplain connectivity for riverine fish population conservation.