凡纳滨对虾幼虾耐高温性状的遗传力评估

为探明高温对凡纳滨对虾幼虾遗传变异的影响,自2018年由国外引进的4个凡纳滨对虾种群(EGDB、PRMA、API、SIS)构建的育种群中随机选取40个全同胞家系,每个家系随机取100尾个体,分成2份放入指定的试验桶中,共计4000尾仔虾,采用水浴加热法,对试验桶进行升温并记录其相应的存活时间及温度,用单性状动物模型对其耐高温性状进行遗传参数的评估。结果显示：凡纳滨对虾仔虾各家系的耐热性为782.64～2074.33℃?h,表明凡纳滨对虾仔虾家系间的耐热性存在显著性差异;家系间耐热性值的变异系数为10%～68%;当水温由28℃升至40℃时,各家系的累计存活率为58%～99%;利用单性状动物模型结合系谱信息,获得凡纳滨对虾幼虾耐高温性状的遗传力估计值0.22±0.05,属于中等遗传力。试验结果表明,凡纳滨对虾幼虾耐高温性状具有较高的遗传变异水平,遗传改良的潜力较大。本试验结果可为凡纳滨对虾夏季高温养殖和耐高温品系的选育提供数据参考。     

大菱鲆4个进口群体的形态差异分析

选择2003～2004年进口的4个大菱鲆不同进口群体(英国、法国1、法国2、法国3),测定了其全长、体长、头长、吻长、体高、尾柄高和尾柄长等7项形态性状.采用聚类、主成分分析和判别分析3种多元分析方法,对大菱鲆的6项比例形态性状参数进行比较研究.聚类分析与主成分分析结果均表明,法国1和法国2群体间形态最接近,而与英国群体、法国3群体的趋异程度较大.主成分分析构建了两个主成分,其贡献率:主成分1为61.069%,主成分2为34.343%,累计贡献率为95.412%.以判别分析建立了4个群体的判别函数,判别准确率分别为46.7%～80.0%(P1)和51.7%～77.4%(P2),综合判别率为62.5%.3种多元分析结果表明,4个大菱鲆群体在形态上已经产生一定程度的差异,且集中表现在全长、体长、头长、吻长和尾柄长这5个形态性状指标上.     

中国明对虾FBA基因克隆及其在白斑综合征病毒感染中的表达及功能分析

醛缩酶(FBA)是糖酵解和糖异生中的关键酶,参与多种生物过程。本研究采用RACE技术,克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)FBA基因(Fc FBA)的全长c DNA序列,并对其进行生物信息学分析。结果显示,中国明对虾Fc FBA基因的c DNA全长为2496 bp,其中,ORF长1098 bp,5~′UTR长79 bp,3~′UTR长1319 bp。完整的阅读框编码365个氨基酸,分子量为39.8 k Da,预测的理论等电点为6.6。同源性及系统进化分析表明,Fc FBA与节肢动物的FBA聚为一类,与卤虫(Artemia franciscana)、家蚕(Bombyx mori)、沙漠蝗(Schistocerca gregaria)的相似度分别是86%、79%和78%。荧光定量PCR结果显示,Fc FBA在肌肉中的相对表达量最高,肝胰腺中最低。WSSV感染后,该基因在鳃、肝胰腺和肌肉中呈现出不同的时空表达特点。ds RNA干扰24 h以后,抑制效率达到最大。与PBS对照组相比,Fc FBA干扰组(ds RNA组)加快了对虾染病后的死亡速度。本研究表明,Fc FBA基因可能参与了中国明对虾生物胁迫的应答反应。     

不同温度下凡纳滨对虾和中国明对虾对白斑综合征病毒(WSSV)耐受性比较

本研究分别对凡纳滨对虾"壬海1号"(Litopenaeus vannamei"Renhai No.1")和中国明对虾"黄海2号"(Fenneropenaeus chinensis"Huanghai No.2")在3种温度条件下(24℃、28℃和32℃),采用单尾定量口饲感染白斑综合征病毒(White spot syndrome virus,WSSV)的方法进行感染实验,比较2种对虾在不同温度情况下对WSSV的耐受性差异(L代表凡纳滨对虾,F代表中国明对虾)。结果显示,L-24℃和F-24℃组的平均存活时间分为(184.05±69.56)h和(101.68±38.45)h;L-28℃和F-28℃组的平均存活时间分别为(100.25±26.79)h和(73.38±22.22)h,相同温度组内均存在显著性差异(P0.05);截至第15天,L-32℃和F-32℃组的存活率分别为45.74%和23.47%。3个温度组对虾在50%的死亡率时的存活时间分别为178 h和98 h、98 h和74 h、292 h和78 h;死亡高峰时间分别为第5天和第4天、第5天和第4天、第10天和第4天。另外,分别在感染后的12 h、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d、15 d共9个时间点对每组对虾进行活体取样,利用实时荧光定量RT-PCR技术对其进行病毒载量检测,从对虾体内肌肉组织病毒载量的角度探寻不同对虾抗病性能的差异。6 d时,L-24℃和F-24℃组对虾肌肉内病毒载量分别达到(2.97×10~6±7.44×10~6)和(8.08×10~6±3.22×10~6)copies/ng DNA,差异极显著(P0.01),L-28℃和F-28℃组分别达到(6.73×10~6±1.49×10~6)和(1.20×10~7±6.15×10~5)copies/ng DNA,差异极显著(P0.01);15 d,L-32℃和F-32℃组分别达到(5.18×10~4±4.32×10~4)和(3.78×10~4±8.97×10~4)copies/ng DNA,差异显著(P0.05)。研究表明,2种对虾在3种温度环境下感染WSSV后,凡纳滨对虾耐受WSSV能力要高于中国明对虾;不同温度下同种对虾肌肉体内WSSV的增殖能力从强到弱依次为28℃组、24℃组和32℃组。     

凡纳滨对虾幼虾体重性状在低温波动环境下的遗传参数分析

基于凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) 40K SNP 芯片分型信息估计了低温波动条件下幼虾体重性状的遗传参数, 为凡纳滨对虾耐低温新品种的选育提供基础数据。利用来自 40 个家系的 4000 尾凡纳滨对虾幼虾, 通过地下井水降温的方式使养殖温度从 30 ℃骤降至 20 , 24 h ℃ 自然回温后稳定 4 d。该降温–回温–稳定过程重复 3 次, 继续养殖 15 d后进行体重和存活性状测试。与对照群体相比, 低温波动条件对凡纳滨对虾幼虾生长影响显著(P＜0.05), 而对存活性状影响不显著(P＞0.05)。根据个体的系谱信息构建 A 矩阵; 利用 40K SNP 芯片对 159 尾家系亲本及其同胞个体进行 SNP 分型, 复合 SNP 信息和系谱信息构建 H 矩阵。基于 A 和 H 矩阵, 利用个体动物模型估计体重性状的方差组分和遗传参数。低温波动条件下凡纳滨对虾幼虾基于 A 矩阵获得体重的遗传力为 0.37±0.07, 基于 H 矩阵获得体重的遗传力为 0.40±0.08, 为高遗传力水平。经交叉验证, 基于两种不同矩阵的预测准确性和偏差无明显差别。研究结果表明, 低温波动条件下凡纳滨对虾幼虾的体重性状表现出丰富的遗传变异, 多代选育可能获得较大的遗传进展。     

基于转录组分析筛选凡纳滨对虾低温胁迫下的差异表达基因

凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)是中国主要的对虾养殖品种之一,对低温的耐受性较差,低于18℃就会停止摄食。为了探究凡纳滨对虾耐低温性状相关基因,选用凡纳滨对虾低温胁迫组(18℃)和常温组(24℃)肝胰腺组织为实验材料,进行Illumina HiSeq 2500测序,对测序原始数据进行拼接、注释,以及筛选分析低温胁迫下的差异表达基因。结果显示,测序共获得50921条基因(unigene),平均长度为828 bp, N50为1589 bp,其中28.13%为已知基因。基因差异表达分析共筛选得到243个低温胁迫相关基因,其中89个上调表达, 154个下调表达。功能富集分析发现,差异表达基因多富集在生物结合和催化过程、过氧化物酶、溶酶体、精氨酸和脯氨酸的代谢以及氨基酸的生物合成途径中。进一步根据Q-值共筛选出10个差异表达最显著的基因,其中ATP结合盒B亚家族6转运蛋白基因(ATP-binding cassette sub-family B member 6, ABCB6)、C型凝集素基因(C type lectin)、谷氨酰胺合成酶基因(glutamine synthetase, GS)在低温胁迫下均呈下调表达,推测可能参与了凡纳滨对虾低温应答反应。利用Real time RT-PCR验证转录组数据,结果证明基于转录组测序筛选低温胁迫下的差异表达基因是可行的。本研究为揭示凡纳滨对虾耐低温分子调控机制提供了基础数据和理论依据。     

聚β-羟基丁酸酯对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)非特异性免疫力及氨氮胁迫后免疫基因表达量的影响

以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为研究对象,探讨饲料中添加聚β-羟基丁酸酯(Poly-β-hydroxybutyrate, PHB)对其非特异性免疫能力的影响。采用单因子浓度梯度法,在基础饲料中分别添加1.0%、2.5%和5.0%的PHB配制成实验饲料,饲喂21 d后测定对虾免疫酶活性,选择最佳浓度组与空白对照组进行氨氮胁迫实验,测定对虾丙二醛(MDA)含量,同时利用RT-PCR技术测定氨氮胁迫48 h内对虾免疫基因表达水平,观察PHB对免疫基因表达量的影响。结果显示,总抗氧化能力(T-AOC)随PHB浓度升高呈现先上升后下降的趋势,血液、肝胰腺及鳃丝中T-AOC分别在2.5%、2.5%及1.0% PHB浓度时达到最高;PHB对肝胰腺中超氧化物歧化酶(SOD)活力无显著影响,血淋巴及鳃丝中SOD活力在最高浓度组(5.0% PHB)与对照组之间差异显著(P<0.05);过氧化物酶(POD)和溶菌酶(LZM)在鳃和肝胰腺中的活力于PHB浓度为1.0%和2.5%时达到最高,其中POD相对于对照组分别提高了7.63倍和0.68倍,LZM活力分别提高了0.88及0.18倍。氨氮胁迫实验结果显示,对虾经PHB饲喂后,体内免疫基因表达量高于对照组,且体内MDA含量低于对照组。综上结果说明,PHB能提高凡纳滨对虾非特异性免疫能力。     

凡纳滨对虾6-磷酸海藻糖合成酶在抗高温胁迫中的表达特征

6-磷酸海藻糖合成酶(Trehalose-6-phosphate synthase, TPS)是海藻糖合成的关键酶,在生物体逆境胁迫应答中发挥着重要的作用。本研究以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)高温胁迫转录组测序的Unigene序列为基础,采用直接PCR扩增的方法,获得了TPS部分cDNA (完整的ORF和部分UTR)序列(LvTPS)。序列分析结果显示,LvTPS序列包含1个2529 bp的开放阅读框,可编码842个氨基酸,分子量为95.4 kDa,等电点为6.17。LvTPS具有Glyco-transf-20和Trehalose PPase 2个功能结构域。多序列比对结果显示,LvTPS与中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)的相似性最高,为63.73%;系统进化树显示,凡纳滨对虾与中国对虾亲缘关系最近,并与蓝蟹(Callinectes sapidus)、脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)、克氏原螯虾(Procambarus clarkia)等无脊椎动物聚为一支,脊椎动物单独聚为一支。基因表达水平的定量分析结果显示,LvTPS在鳃、肝胰腺、眼柄、心脏、神经和肌肉6种组织中均表达。鳃和肌肉表达量基本相同,为最高;眼柄、心脏和神经表达量次之,显著低于鳃和肌肉中的表达量(P<0.05);肝胰腺中表达量为最低,显著低于其他5种组织中的表达量(P<0.05)。与26℃温度下的凡纳滨对虾相比,水温升至32℃时,眼柄和心脏中的LvTPS显著上调表达(P<0.05);水温升至38℃时,鳃、肝胰腺、眼柄和心脏中LvTPS显著上调表达(P<0.05)。其中,在肝胰腺中表达量变化较显著。之后,随着温度的下降,其表达量总体呈下调趋势。回温至32℃和26℃时,6种组织中LvTPS基因表达量与对照组均无显著性差异。在神经和肌肉中,不同温度胁迫下的LvTPS基因表达量没有显著变化。上述研究结果表明,LvTPS与凡纳滨对虾应对高温胁迫过程密切相关。本研究可为解析凡纳滨对虾应答高温胁迫机制提供一些基础数据。     

应用动物模型对罗氏沼虾育种估计的差别分析

为准确评估罗氏沼虾的育种值,利用罗氏沼虾106个家系中2628尾个体的体重资料,分别考虑日龄、性别和雌虾出池时是否抱卵等因素,设计了4种单性状动物模型,应用BLUP法估计个体的体重育种值。4种模型所估计的体重遗传力差别较大,遗传力范围在0.02～0.13之间。分析表明,家系混养前日龄与家系出池体重测定值存在极显著的相关(r=0.434,P<0.01),说明家系混养前日龄对混养后家系个体的体重有显著影响,提示在动物模型设计时,应该考虑家系混养前日龄作协变量;在考虑性别效应、雌虾出池时的抱卵效应,并以家系混养前日龄为协变量,获得的育种值估计较其他模型更为准确。实验还对育种值选择与表型值选择的效率进行了比较。结果表明,依据育种值选择与依据表型值选择的结果存在着较大差异,两种选择方法选取的前53个家系育种值的平均值分别为0.70和0.58g,前者比后者提高20.7%,提示依据育种值的选择效率要高于表型值选择效率。