合浦珠母贝不同壳色选育系F6数量性状的相关性和通径分析

为深入了解不同壳色合浦珠母贝(Pinctada fucata)形态性状与体重间的关系,为亲贝的选择提供策略,本研究使用合浦珠母贝传统壳色、金壳色、白壳色、红壳色和黑壳色5种壳色选育系F6各1000只个体的性状数据进行通径分析和聚类分析。测量的性状包括壳长(SL,mm)、壳高(SH,mm)、壳宽(SW,mm)、绞合线长(HL,mm)和体重(BW,g)。结果显示,5种壳色合浦珠母贝所有形态性状与体重间的相关系数均达到极显著(P0.01)。通径分析表明,壳长对传统壳色和白壳色贝体重的直接影响最大,壳高对金壳色和红壳色贝体重的直接影响最大,壳宽对黑壳色贝体重的直接影响最大。利用多元回归方法构建不同壳色合浦珠母贝形态性状与体重(BW,g)间的回归方程,其中传统壳色:BW=-24.999+0.467SL+0.387SH-0.259SW+0.244HL;金壳色:BW=-38.661+0.305SL+0.477SH+0.242SW+0.375HL;白壳色:BW=-4.130+0.332SL+0.300SH-0.307SW+0.088HL;红壳色:BW=-27.307+0.327SL+0.321SH+0.252SW+0.305HL;黑壳色:BW=-40.921+0.278SL+0.335SH+1.076SW+0.269HL。聚类分析显示,传统壳色与金壳色形态特征相近,而白壳色、红壳色和黑壳色形态特征相近。     

合浦珠母贝完全双列杂交组合生长性状比较

对合浦珠母贝(Pinctada fucata)三亚(SY)、越南(VN)、深圳(SZ)3个不同地区的养殖群体进行完全双列杂交,构建了6个杂交组合和3个自交组合,分别在135日龄、205日龄和260日龄从每个组合随机抽取100 ind个体,测量其壳长、壳高、壳宽和体重4个生长性状,分析杂交子代和自交子代的生长情况和杂交优势率,为群组选育提供科学依据。结果表明,在135日龄SYSY的4个性状生长速度最快,VNSY的生长速度最慢,显著性分析表明,SYSZ、SZSZ和VNSZ三个组合在壳高、壳宽和体重3个性状上差异不显著(P0.05),正反交组合差异极显著(P0.01);在205日龄SYVN的各性状生长速度最快,其次是SZVN;在260日龄SZSY的壳长、壳高、壳宽和体重增长最快,分别为39.32 mm、38.36 mm、14.19 mm、9.85 g,其次为VNSY和SZVN。合浦珠母贝早期主要集中在贝壳的形态性状上的生长,随着时间推移其生长速度下降,而体重生长上升。由杂种优势可知,不同阶段杂交组均表现出一定程度的杂种优势率,并随着日龄的增长,杂交组合SZSY和VNSY的杂种优势率随之增加。其中以SZSY在各性状的杂种优势率最大,分别为26.71%、22.87%、18.56%、49.12%,SZVN次之。杂交组合SZSY、SZVN、VNSY具有明显的生长优势,可作为进一步定向培育生长快速、个体大的合浦珠母贝的基础材料。     

合浦珠母贝幼贝生长性状的遗传参数估计

以广东徐闻和海南三亚2个地理群体合浦珠母贝(Pinctada fucata)为亲本, 采用人工授精方法构建了33个全同胞家系。在162日龄时从每个家系随机抽取50个个体, 共1 650个, 测量其壳长、壳高、壳宽和体质量4个生长性状, 利用动物模型对4个性状进行遗传参数分析。结果表明, 合浦珠母贝4个生长性状的总平均值分别为(16.28 ± 4.46) mm、(14.85 ± 4.39) mm、(4.58 ± 1.52) mm、(0.66 ± 0.67) g。4个性状的遗传力分别为0.202 ± 0.020、0.203 ± 0.020、0.200 ± 0.021和0.204 ± 0.020, 均属中等遗传力, 因此可以用选择育种进行遗传改良。4个性状间表型相关系数和遗传相关系数的范围分别为0.667~0.698和0.685~0.959, 其中壳长、壳高和壳宽之间的遗传相关系数均低于0.7, 与表型相关一致, 而三者与体重间的遗传相关系数较高(0.868~0.959), 其中壳宽与体质量间的遗传相关系数最高(0.959)。本研究中合浦珠母贝的4个性状为中等遗传力, 并可通过对壳宽的选育来改良体质量性状。上述结果为进一步开展合浦珠母贝选择育种研究奠定了基础。

     

合浦珠母贝选育家系的遗传多样性分析

该研究选取具有多态性的6对微卫星引物对构建的2批合浦珠母贝(Pinctada fucata)完全双列杂交家系的遗传多样性进行了分析。6个微卫星标记在9个家系360个个体中共检测到32个等位基因,有效等位基因(Ne)为1.758 7~3.586 5,观测杂合度(Ho)为0.144 4~0.488 9,期望杂合度(He)为0.432 0~0.722 2,Shannon指数(I)为0.691 9~1.507 4。9个家系都有单态位点,平均Ho为0.129 2~0.466 7,平均He为0.155 0~0.439 6,平均I为0.248 5~0.712 2。有19个位点(占35.19%)极显著地偏离Hardy-Weinberg平衡。各家系之间的遗传距离为0.109 0~1.137 2,遗传相似性系数为0.320 7~0.896 8。家系L4B46与L4B48的遗传距离最大,与D3D313的遗传距离最小。UPGMA法聚类分析显示,9个家系分为3支,L4B48单独成一支,B4D426、B4D427与D4B445聚成一支,其余家系聚成一支。该研究结果为合浦珠母贝家系选择育种的亲本选择与交配设计提供了科学依据。     

笼具形状对选育合浦珠母贝幼贝生长的影响

2011年8月,以海南三亚亲贝(♀)×广东徐闻亲贝(♂)构建的第一代选育合浦珠母贝(Pinctadafucata)群体为材料,研究长方形、圆柱形和半球形笼具形状在不同水深对合浦珠母贝幼贝(平均壳长1.4 cm)生长的影响。结果表明,长方形笼具在4 m水深时,幼贝的壳高和体重增长率最大,分别为24.55%和6.44%,显著高于其它水层(P<0.01);半球形笼具在3 m水深时,幼贝壳高和体重增长速度最大,分别为22.55%和5.40%,与其它水深的差异极显著(P<0.01);圆柱形笼具在6 m水深时,壳高和体重增长最快,增长率分别为22.46%和5.37%,显著高于3、5、7 m水深组(P<0.01),而与其余深度组差异不显著。此外,圆柱形笼具的高对合浦珠母贝的生长也有影响,在3 m水层20 cm高的圆柱形笼具中贝壳高和体重增长速度最大(增长率分别为24.70%和6.20%),与5、10、15 cm高度组差异显著(P<0.05);而长方形笼具虽然10 cm高的笼具较好,但与其它各实验组差异并不显著(P>0.05)。综合来看,合浦珠母贝在3～4 m水层用半径11.5 cm、高20 cm的圆柱形笼具或20 cm(长)×12 cm(宽)×10 cm(高)的长方形笼具养殖效果较好。但在制作成本方面,圆柱形笼具的成本低于长方形笼具。     

合浦珠母贝选育基础群体的遗传多样性评价

利用微卫星标记对2012年3月和6月分别构建的两批共17个合浦珠母贝(Pinctada fucata)选育基础群体进行了遗传多样性分析。6对微卫星引物在17个群体共680个个体中检测到29个等位基因,每个位点的等位基因数在2~7之间,平均有效等位基因数在2.06~3.07之间,平均观测杂合度在0.31~0.58之间,平均期望杂合度在0.46~0.65之间,平均多态信息含量在0.39~0.58之间,高度多态(PIC≥0.50)群体有11个(占64.7%)。Hardy-Weinberg平衡检验(卡方检验)的结果显示,在检测得到的102个数据结果中,有53个(占52.0%)极显著地偏离了Hardy-Weinberg遗传平衡(P0.01)。从遗传偏离指数(D)的结果可以看出,17个群体在不同的微卫星位点存在不同程度的杂合子缺失现象。本研究表明,两批群体的遗传多样性参数非常接近,每个群体的遗传多样性都较高,对群体之间的遗传距离和遗传分化格局有了初步的把握,为下一步交配设计构建下一代核心群体奠定了理论基础。     

利用马氏珠母贝4个壳色系F3培育厚层优质珍珠

为了评价红、金黄、白和黑壳色系F3育珠性状,设立两个实验,分别利用马氏珠母贝红、金黄、白和黑壳色系F3作为植核(受体)贝和小片(供体)贝进行植核育珠。实验Ⅰ:利用红、金黄、白和黑壳色系F3为插核贝和小片贝建立16个组合,另外利用以普通养殖群体为插核贝、金黄壳色系F3为小片贝建立了1个组合,共建立17个组合,育珠期为24个月;实验Ⅱ:分别利用红、金黄、白和黑壳色系F3为植核贝和小片贝建立16个组合,育珠期为18个月。结果表明,育珠期结束后实验Ⅰ和Ⅱ的4个壳色系F3平均壳高和成活率均存在显著性差异(P<0.05),实验Ⅰ和Ⅱ的黑壳色系F3具有最大的平均壳高,实验Ⅰ金黄壳色系F3具有最高的成活率,实验Ⅱ黑壳色系F3具有最高的成活率。实验Ⅰ:各组合间的留核率、商品珠率、优良珠率和育珠绩效均存在显著性差异(P<0.05),珍珠层厚度差异不显著(P>0.05);BW组具有最大的留核率、商品珠率、珠层厚度和育珠绩效值,RB组具有最大的优良珠率;实验Ⅱ:各组合的留核率、商品珠率、优良珠率、珍珠层厚度和育珠绩效均存在显著性差异(P<0.05)。黑壳色系F3作为插核贝具有较好的育珠效果,经进一步测试其育珠性能,可在珍珠生产中推广应用。     

合浦珠母贝实时定量PCR内参基因的稳定性比较

以合浦珠母贝（Pinctada fucata）为研究对象,应用实时荧光定量PCR技术检测了甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）、β-肌动蛋白（β-actin）和18S核糖体rRNA（18S rRNA）3个管家基因在合浦珠母贝不同组织、性腺发育时期、胚胎发育时期mRNA水平的表达情况。同时比较了BestKeeper、geNorm和NormFinde软件对试验数据处理的差异,从中选出合适的内参基因。结果表明β-actin在不同组织和胚胎发育不同阶段表达最稳定,18S rRNA在性腺发育不同时期表达最稳定。     

合浦珠母贝matrilin-1基因的克隆和表达分析

以合浦珠母贝(Pinctada fucata)转录组中的matrilin-1基因片段为基础,开展了matrilin-1的c DNA全长(Pfmatrilin-1)克隆和定量表达分析。Pfmatrilin-1基因c DNA全长2 036 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)1 194 bp,编码397个氨基酸,包括1个信号肽序列和2个血管性血友病因子A(von Willebrand factor A,VWA)样结构域。系统进化分析显示无脊椎动物的matrilins与脊椎动物的matrilins进化关系较远。荧光定量PCR表达分析结果显示,Pfmatrilin-1 mRNA在合浦珠母贝各个组织中均有表达,其中在血液中表达量最高(P0.05);Pfmatrilin-1从担轮幼虫期至变态期均有表达,眼点期表达量最高(P0.05),而贝类幼虫发育到眼点期就会开始附着,眼点期幼虫原壳生长停滞,次生壳形成,因此推测其可能与次生壳的形成有关。这些结果表明Pfmatrilin-1在合浦珠母贝生物矿化中发挥重要作用。     

合浦珠母贝和大珠母贝稚贝摄食率及摄食节律的比较研究

采用静水清滤法,对合浦珠母贝(Pinctada fucata)稚贝和大珠母贝(P.maxima)稚贝的摄食节律进行研究,旨在为珍珠贝岸基养殖时的科学投喂和管理提供参考。试验所用合浦珠母贝稚贝壳长(2.49±0.11)cm,大珠母贝稚贝壳长(2.14±0.16)cm。试验所用海水pH 7.79、盐度33.1、水温24～26 ℃,饵料为扁藻。通过测定0:00、3:00、6:00、9:00、12:00、15:00、18:00、21:00这8个时间点的摄食率,得到昼夜摄食节律。结果表明:除6:00~9:00时间段合浦珠母贝比大珠母贝摄食多外,其余时间段大珠母贝的摄食率均大于合浦珠母贝;大珠母贝一天的摄食总量显著高于合浦珠母贝的摄食总量。合浦珠母贝稚贝与大珠母贝稚贝的昼夜摄食节律相似,在0:00时摄食率最高,在6:00时摄食率最低,没有明显的昼夜摄食节律。     

合浦珠母贝全同胞家系贝壳珍珠质颜色分析

合浦珠母贝（Pinctada fucata）小片贝的珍珠质颜色直接影响育珠贝所产珍珠的颜色。每个合浦珠母贝的珍珠质颜色都有自己的颜色特征值,即三刺激值和颜色参数。试验选择16个合浦珠母贝全同胞家系,用CSE成像分析色度系统测量并比较各家系左壳内侧外缘珍珠质颜色参数Lab和三刺激值,以筛选适合做插核小片贝的家系。珍珠质的颜色参数明度（L）为98.586～105.234,其中F16家系的明度最大,F3家系的明度最小;a（红绿色品）为-0.967～-6.577,b（黄蓝色品）为5.915～11.237,F14家系色品最偏向于绿色（-a）,F16家系色品最偏向于黄色（b）。F3和F14家系贝壳外缘珍珠质的色差（ΔEab）最大（7.885）,肉眼能明显觉察。16个家系的合浦珠母贝都属于白色系列,其中离白光中心最近（a2＋b2最小）且个体颜色集中的F1家系最适合用作小片贝来选育培养。     

合浦珠母贝骨形态发生蛋白10(BMP10)基因的克隆与表达分析

骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins, BMPs)具有成骨活性, 在胚胎发育、组织发生、生殖调控等方面也有重要作用, 但在贝类中研究还很少。研究克隆了合浦珠母贝(Pinctada fucata)BMP10基因, 命名为PfBMP10。该基因cDNA长1 752 bp, 包含开放阅读框(ORF)1 344 bp, 编码447个氨基酸。编码蛋白包含一个N端信号肽、一个前结构域和成熟蛋白区。成熟区包含转化生长因子(transforming growth factor beta, TGF-)结构域, 其中含7个半胱氨酸残基。不同发育时期表达分析显示PfBMP10高表达于担轮期和变态期, 提示其可能参与幼体担轮期、变态期的发育调控。组织表达分析显示其在鳃和外套膜高表达, 贝壳缺刻实验显示缺刻处理24 h后其在鳃和外套膜中的表达量均显著上升, 表明PfBMP10可能与贝壳形成相关。研究结果可为BMP家族基因功能及贝壳形成机理研究提供参考。     

马氏珠母贝选育群体4个世代的遗传变异

采用9个多态性微卫星位点分析马氏珠母贝(Pinctada fucata)壳高选育品系(JCS)4个世代的遗传多样性与遗传结构的变化。结果表明, 随着选育的进行,  4个世代每个位点的平均有效等位基因数(N_e)从2.096下降至1.435, 平均等位基因丰度(R_s)从3.556下降至 2.556, 平均观测杂合度从0.492渐次下降至0.269, 遗传多样性呈明显的下降趋势。随着选育世代的增加, 从等位基因频率的变化来看, 部分呈上升趋势, 部分呈下降趋势, 部分基本保持稳定, 其中, 一些低频基因甚至会趋于消失。在所有等位基因中, 大部分的频率呈随机变化趋势, 并在不同的世代间上下波动; HHM20- 158 bp的频率呈有规律的变化, 由中高频逐步上升至高频, 呈富集趋势。结论认为, 经过4代的选育, 马氏珠母贝选育群体遗传多样性呈降低趋势, 遗传结构趋于稳定。本研究旨在为后续的马氏珠母贝选育策略提供理论指导。

     

合浦珠母贝章鱼胺受体(OAR)基因的克隆与表达分析

章鱼胺受体(octopamine receptor,OAR)广泛存在于无脊椎动物中,具有调节神经肌源性节奏收缩、调节c AMP水平、参与磷酸化途径等多种重要功能,但其在贝类中的研究却很少。该研究克隆了合浦珠母贝(Pinctada fucata)OAR基因(pf OAR)的c DNA全长序列,比较分析了氨基酸序列的同源性,并采用荧光定量PCR技术检测了该基因在不同组织和幼体不同发育阶段的表达差异以及贝壳损伤后该基因在外套膜中表达水平的变化。结果显示:pf OAR的c DNA全长1 890 bp,开放阅读框1 659 bp,编码552个氨基酸,有7个跨膜结构域,具有G蛋白偶联受体的共性。pf OAR在6个被检测的组织中均有表达,且在外套膜中的表达水平显著高于其他组织;幼体发育过程中pf OAR表达水平逐渐升高,变态期的表达水平显著高于其他时期;人为损伤贝壳36 h后,pf OAR的表达水平显著升高。这些结果表明pf OAR在合浦珠母贝中可能具有多样化的功能,参与了贝壳的形成和修复,为进一步开展pf OAR的功能研究奠定了重要基础。     

Realized heritability and response to selection for shell height in the pearl oyster Pinctada fucata (Gould)

The common pearl oyster, Pinctada fucata (Gould), is the most important species that is cultured for production of marine pearls in China. Heavy mortality and the decline of pearl quality have resulted in a breeding programme being established in recent years. In this study, we conducted selective breeding for the second generation of pearl oyster P. fucata (JCS-2) by mass selection for shell height (SH) with a selection intensity of 1.614, and analysed the growth of the selected line (JCS-2) and the non-selected control line (JCC) during a 1-year grow-out period. The results show that the selected line grew faster than the control one in the SH and total weight (TW) ( P <0.05), and there were higher proportion of larger sized oysters. Coefficient of variation for SH of JCS-2 was smaller than that of JCC. The current genetic gains and realized heritability for JCS-2 averaged 16.03 ± 4.79% and 0.713 ± 0.208 at 3–15 months of age respectively. The findings indicated the selection response to faster growth for SH is markedly effective in the second generation, and there was a high correlated response of TW when selecting for SH.     

合浦珠母贝对不同种类及浓度的单胞藻摄食与消化效果研究

从单胞藻粒径大小、表面结构、生化组成及饵料浓度等角度开展了合浦珠母贝（Pinctada fucata）对不同种类及浓度的单胞藻摄食与消化效果研究。投喂粒径大小相近的牟氏角毛藻（Chaetoceros muelleri）和湛江叉鞭金藻（Dicrateria zhanjiangensis）混合藻,粒径大小不同的亚心形扁藻（Platymonas subcordiformis）和海水小球藻（Marine chlorella）混合藻,用细胞计数法检测剩余混合藻中各单胞藻浓度。分别投喂以上4种不同浓度梯度的单胞藻,观察比较粪便中单胞藻消化状况。结果显示,合浦珠母贝对粒径大小相近的单胞藻没有表现出明显的选择性摄食（P>0.05）,对粒径较大的单胞藻摄食率明显高于粒径较小的单胞藻（P<0.05）;随着投喂单胞藻浓度的升高,合浦珠母贝对单胞藻的消化程度降低。