三疣梭子蟹“‘黄选1号”’生长和育种性能分析

以家系为分析单元,测量三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)‘黄选1号’新品种在80、100日龄的甲宽、体高和体质量3个性状,运用"海水养殖甲壳类动物育种数据管理与分析系统V1.0"及SPSS13.0软件,对其生长性能、遗传力及育种值进行分析,探讨育种值选择在三疣梭子蟹遗传育种中的应用。结果显示,三疣梭子蟹‘黄选1号’80、100日龄的生长速度分别提高16.20%和19.35%,显示了较大的生长优势;采用REML法进行遗传力评估,发现三疣梭子蟹甲宽、体高、体质量80日龄遗传力分别为0.164、0.304、0.167,100日龄遗传力分别为0.125、0.241、0.117,属于中低度遗传力,说明采用家系选择方法对三疣梭子蟹‘黄选1号’继续遗传改良效果更佳;最后通过BLUP方法评估家系育种值(EBV),比较发现育种值选择效率比表型值选择效率提高11.1%~19.38%。因此根据育种值进行三疣梭子蟹家系选择,在5%选择强度下利用表型值进行亲本选留,是目前比较理想的三疣梭子蟹选育模式。该结论为三疣梭子蟹的遗传改良提供了理论依据。     

连续九代家系内自交对三疣梭子蟹幼体变态和形态性状的影响

为研究自交对三疣梭子蟹Portunus trituberculatus幼体发育和形态性状的影响,通过人工定向交尾的方式,以建立的三疣梭子蟹连续1~9代家系内自交全同胞家系为材料,评价连续多代自交幼体发育和形态性状的影响。结果表明:在幼体发育方面,F1~F9代的排幼量无明显上升或下降趋势,但变态率研究中发现,溞状幼体和大眼幼体2个阶段中总体呈现衰退趋势,尤其自交家系程度高的F9代变态率最低,F9代Z1~M的4个阶段中变态率分别为74.87%、73.50%、59.17%、41.96%;在形态学方面,随着生长日龄与自交代数的增加,F3~F9代各项指标均低于F1、F2代家系,其中F9代各项指标皆为最小且与其他各代有显著性差异(P0.05),但在150日龄时对梭子蟹整齐度的研究发现,F9代甲宽、甲长、体高变异系数分别为7.636 5、7.559 1、8.328 2,在所有家系中为最小,整齐度最好;除F2代家系外,随着姊妹交系数的增加,相对于F1代,全甲宽出现-6.12%~-21.95%的衰退,甲宽衰退系数为-1.85%~-16.36%,甲长衰退系数为-10.08%~-27.66%,体高衰退系数为-9.39%~-22.70%,体质量衰退系数为-13.39%~-47.99%,排幼量衰退系数为-9.03%~-45.13%。研究表明,自交对三疣梭子蟹的幼体变态、个体形态大小和150日龄个体的生长特性产生的影响程度不同,造成一定程度的衰退。     

三疣梭子蟹4个野生群体形态差异分析

通过对鸭绿江口、莱州湾、海州湾、舟山4个野生群体的三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)14项生物学外部形态性状的测量,采用多元分析方法对其进行比较分析。聚类分析结果表明,海州湾、舟山2个群体形态最为接近,鸭绿江口和莱州湾2个群体形态较为接近。对样本所属群体进行判别分析,4个群体雌蟹的综合判别率为87.0%,其中海州湾最低,为80.0%;莱州湾最高为92%。4个群体雄蟹的综合判别率为80.8%,其中海州湾最低,为72.0%;鸭绿江口最高,为96%。并建立4个群体各自的判别函数公式。通过对16项形态比例参数进行单因素方差分析,找到了4个群体间存在显著差异的形态比例参数。3种分析结果均认为,4个群体三疣梭子蟹在形态上已产生一定程度的差异,但所有的差异均未达到亚种水平,需要多项参数综合判别才能将4个群体的三疣梭子蟹区分开。     

低盐胁迫下三疣梭子蟹蝗抗利尿肽基因的表达

本研究采用RACE技术克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)蝗抗利尿肽(neuroparsin,PtNP)基因。该基因全长1920 bp,5￠端非编码区237 bp,3￠端非编码区1373 bp,开放阅读框309 bp,编码102个氨基酸,预测分子量10.8 k D,理论等电点7.42。PtNP含有12个半胱氨酸残基,具十足目动物蝗抗利尿肽典型的特征。同源性和系统进化分析表明,PtNP与拟穴青蟹(Scylla paramamosain)NP4的同源性最高(89%),并且三疣梭子蟹与拟穴青蟹首先聚为一支。组织表达分析发现,PtNP基因在脑组织中的相对表达量最高,其次是鳃和眼柄,在卵巢、肌肉、心脏和肝胰腺中表达量较低或不表达。通过分析PtNP基因在低盐胁迫过程中的表达规律发现,低盐胁迫可显著改变PtNP基因在脑、鳃和眼柄组织中的表达模式,整体呈现上调表达趋势,其中在脑、鳃和眼柄中表达量分别最高上调至7.7倍、2.8倍和2.6倍,且存在显著差异(P0.05)。去除眼柄后该基因在鳃中的表达呈上升趋势,且去除双侧眼柄组的表达量显著高于去除单侧眼柄组(P0.05)。本研究结果表明PtNP基因在三疣梭子蟹盐度适应中可能发挥一定作用且受神经内分泌系统的调控。     

中国沿海日本蟳4个地理群体的形态差异比较分析

采用聚类分析、主成分分析等多元分析方法,以体质量和12个形态性状为指标,对分别采自中国大连(DL)、莱州湾(LZ)、海州湾(HZ)和象山湾(XS)海区的4个日本蟳(Charybdis japonica)地理群体进行比较分析。结果表明,日本蟳雄性个体比雌性个体大,雌、雄间的差异显著(P<0.05);聚类分析结果表明,莱州湾群体(LZ)和大连群体(DL)间的遗传距离值最小,象山群体(XS)与莱州湾群体(LZ)间的遗传距离值最大。主成分分析显示,4个群体雌蟹的前5个主成分差异贡献主要集中在大螯相关指标和甲长,累积贡献率为74.021%,群体间的差异受大螯和甲长的相关参数影响最大,而雄蟹前5个主成分的累积贡献率为73.212%,群体间的差异主要表现在第一侧齿和第一步足方面,主成分散点图的结果与聚类分析结果一致。逐步判别分析结果显示,4个群体雌蟹的综合判别率为84%,其中以大连群体(DL)最低(64%),象山湾群体(XS)最高(100%);4个群体雄蟹的综合判别率为70%,其中莱州湾群体(LZ)和大连群体(DL)的判别率最低(56%),象山湾群体(XS)的最高(100%)。研究结果表明,不同地区日本蟳群体间已经产生了一定程度的形态差异,但这些差异尚未达到亚种水平。本研究旨在为日本蟳不同地理种群的识别、亲缘关系的比较、种质资源的保护和利用等提供基础资料。     

三疣梭子蟹Apaf-1基因的克隆及其在低盐和病原胁迫后的表达分析

本研究利用RACE方法克隆获得三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)凋亡蛋白酶激活因子-1 (Apoptotic protease activating factor-1, Apaf-1)基因,该基因cDNA全长为2032 bp,其中,ORF为1050 bp,编码349个氨基酸,预测分子量为39.13 kDa,理论等电点为7.67。同源性和系统发育分析显示,Apaf-1与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) Apaf-1的同源性最高,为51.27%,并与凡纳滨对虾聚为一支。组织表达分析显示,Apaf-1基因的相对表达水平在肝胰脏最高,其次是肌肉、心脏、鳃和眼柄,血细胞和表皮最低。不同盐度胁迫后,Apaf-1在Ⅱ期幼蟹体内表达水平在3 h达到最大值,此后,呈先下降再上升趋势;Apaf-1在80日龄盐度20胁迫后三疣梭子蟹的鳃中呈上升趋势,在肝胰腺中为先上升后下降趋势,表明盐度改变能影响该基因在鳃和肝胰腺组织中的表达。不同病原感染实验结果显示,在血细胞中,注射副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)后Apaf-1的表达于48 h到达峰值,为对照组的2.76倍(P<0.05),注射白斑综合征病毒(WSSV)后,仅在12 h表达水平上调,为对照组的1.25倍(P<0.05);在肝胰腺中,注射副溶血弧菌后在72 h到达峰值,为对照组的5.44倍(P<0.05),注射WSSV后在12 h到达峰值,为对照组的5.89倍(P<0.05),整体呈上调表达趋势。本研究为进一步理解三疣梭子蟹Apaf-1基因的生理功能提供了参考。     

三疣梭子蟹自交与杂交家系子一代生长和存活的比较

选择繁殖性能好的A家系(F6)和生长与存活好的B家系(F3),设计家系内自繁和家系间杂交,比较其自交组与杂交组子一代的生长与存活,评价杂交效应。由自交组F66(A♀×A♂)、F33(B♀×B♂)和杂交组F63(A♂×B♀)、F36(B♂×A♀)4个实验组组成,比较各实验组子一代在80、100、120、150日龄时的各生长指标杂种优势。研究表明,同一生长发育阶段的同一杂交群体的不同性状,表现的杂种优势大小有很大差异,而且同一杂交群体的同一性状在不同生长发育阶段表现的杂种优势大小同样有差异。自交组各阶段全甲宽、甲宽、甲长和体高的生长趋势比较一致,为F33F66;不同生长性状的生长速度方面,杂交组具有不同程度的总体杂种优势(-3.50%-19.47%)。结果显示,就存活而言,杂交组比自交组的存活率杂交优势明显,总体杂种优势率为24.8%,与存活相关的养殖产量的总体杂种优势率为15.99%,无论是生长性状还是存活,杂交使A家系获得的改良效果比B家系的好。A、B两个家系间存在的遗传差异获得杂种优势,是性状得到改良的基础。     

低盐胁迫对三疣梭子蟹鳃和肝胰腺显微结构及家系存活的影响

在实验生态条件下研究了低盐环境对三疣梭子蟹鳃丝和肝胰腺显微结构、家系存活率的影响。研究结果表明,低盐(15.0、13.0、11.0、9.0)胁迫能够诱导鳃丝和肝胰腺显微结构改变。盐度为15.0时,上皮层变薄,B细胞数量增多;盐度为13.0时,鳃丝不规则增厚,B细胞数量进一步增多,肝小管中的R细胞的数量减少,柱状上皮细胞的细胞质内出现许多空泡;盐度为11.0时,上皮层出现解体,鳃腔中的血细胞明显增多,肝细胞空泡化现象更为严重;盐度为9.0时,上皮层破坏直至解体,B细胞中转运泡数量增多,体积增大,细胞结构损伤严重。以72h的低盐半致死盐度(LD50=11.1)为评价指标,检测24、48、72h共计10个家系对低盐的耐受性。各家系对照组(盐度为35.0)在实验期间均未出现死亡现象,而在低盐胁迫条件下,随着时间的逐渐延长,各家系的存活率均呈下降趋势,24、48、72h的存活率变化范围分别在64.44%~80.00%、50.00%~68.89%和33.33%~60.00%之间。各家系72h时的存活率大小顺序为J10J4J9J5J7J3J6J2J8J1,均显著低于各自的对照组(P0.05)。     

应用SSR分析5个三疣梭子蟹野生群体的遗传多样性

利用本实验室筛选的8个微卫星分子标记,对中国舟山(ZS)、海州湾(HZ)、青岛会场(HC)、莱州湾(LZ)和鸭绿江口(YL)5个三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)野生群体共计120个个体进行了遗传多样性分析.结果显示,8个位点共扩增到72个等位基因,平均等位基因数为9.0,平均有效等位基因数为5.467 7;平均多态信息含量为0.696 7;平均期望杂合度(Hc)为0.750 8.5个群体的期望杂合度由高到低依次为LZ(0.770 4)、HC(0.758 8)、YL(0.755 2)、HZ(0.741 5)、ZS(0.728 3).卡方检验可知,34个群体位点组合符合Hardy-Weinberg平衡,占总数的85％.5个群体间的遗传距离在0.245 1～0.517 9之间,HC和HZ的遗传距离最小,LZ和ZS的遗传距离最大;通过构建UPGMA聚类树,发现5个群体聚为南北两大支,HC和HZ两个群体遗传距离最近先聚到一起,再与ZS群体相聚,形成南方群体;YL与LZ群体相聚形成北方群体,最后南北两大群体聚为一支.分析群体间的Fst值可知,两两群体间的Fst值在0.054 8～0.108 3 (0.05＜Fst＜0.15)之间,群体间产生了极显著的遗传分化.     

三疣梭子蟹形态性状对体重影响的分析

通过对鸭绿江口、莱州湾、海州湾和舟山4个采样地点的三疣梭子蟹Portunus tritubercula-tus12项形态性状的测量,采用相关分析和通径分析方法,计算了以形态性状为自变量对体重作依变量的相关系数、通径系数、决定系数及相关指数,定量分析了形态性状对体重的影响效果。结果表明,三疣梭子蟹12个形态性状均与体重的相关系数达到极显著水平(P<0.01);通径分析揭示了多元分析中多个自变量与依变量的真实关系。全甲宽、甲长、体高、第1侧齿间距、第2侧齿间距、大螯不动指长对体重的通径系数达到显著水平。所选形态性状与体重的复相关指数为R2=0.8826,说明影响体重的主要自变量指标已经找到;多元回归分析建立了全甲宽(X1)、甲长(X2)、体高(X4)、第一侧齿间距(X5)、大螯不动指长(X7)对体重(Y)的回归方程,为三疣梭子蟹育种提供理论依据。