大口黑鲈转录组SNPs筛选及其与生长的关联分析

为开发人工饲料代替冰鲜杂鱼养殖大口黑鲈的分子标记,以食用冰鲜鱼和配合饲料的同批大口黑鲈为研究材料,利用RNA-Seq（RNA sequencing）技术挖掘SNPs（Single nucleotide polymorphisms）标记,并以关联分析筛选可用于育种的候选标记。转录组进行测序共获得174 M数据,8681个SNPs位点。挑选其中具有表达差异的50个SNPs位点进行SNaPshot分型,结果39个分型成功,其中有4个为假阳性,通过转录组技术开发出SNPs标记35个,成功率为70.0%。为进一步检验这些标记是否可用于评估驯食饲料的大口黑鲈选育研究,研究以327尾摄食人工配合饲料的大口黑鲈为试验材料,SPSS软件进行一般线性模型分析SNPs的不同基因型与生长性状的相关性,结果显示有2个SNPs位点与体质量、全长和体高等生长性状存在显著相关性（P<0.05）,可作为候选标记用于大口黑鲈的分子辅助育种。由于转录组数据直接反应基因的表达情况,从中挖掘与性状相关的优势基因型与分子标记的成功率高,效果较好。同时也为解决大口黑鲈选育研究中标记缺乏提供了有效途径,为选育提供遗传依据、加速育种进程。     

大口黑鲈NPY基因多态性及与生长的关联分析

神经肽Y (NPY)是鱼类摄食调控网络中具有促进食欲的摄食因子,NPY基因上的多态性可能影响鱼类的摄食进而对生长性状产生影响。本研究通过PCR扩增和直接测序在大口黑鲈NPY基因5'非编码区筛选获得1个SNP位点S1 (A-85C)。随机选取同塘饲养的12月龄大口黑鲈327尾作为分型群体,采用SNaPshot方法检测每尾鱼中S1位点的基因型,运用Popgene 32软件进行群体遗传结构分析。结果表明,S1位点共有3种基因型:AA、AC和CC,其分布频率分别为0.560、0.416和0.024。该位点在群体中的有效等位基因数(Ne)、观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为1.928、0.450和0.449,处于哈温平衡。采用一般线性模型分析不同基因型与大口黑鲈生长性状之间的相关性,结果显示:AC基因型群体的平均体质量、体宽、全长和体高分别高于AA基因型群体和CC基因型群体,其中AC基因型个体的平均体质量比CC基因型个体的平均体质量增加了15.37%,但在统计上均没有达到显著相关(p0.05)。这可能与CC基因型个体明显偏少,只占分型群体的2.4%有关。     

大口黑鲈IGFBP1基因SNPs的筛选及与生长性状的关联分析

本研究使用PCR技术扩增得到2 743 bp长度的大口黑鲈IGFBP1基因序列,序列含4个外显子和3个内含子,编码263个氨基酸。采用直接测序法在IGFBP1基因上筛选到4个SNPs位点,分别位于该基因核苷酸序列中的第147个、第791个、第2 436个和第2 676个碱基,其中2个位点位于外显子上,A-141C位点发生了同义突变,C-791T发生了错义突变,随机检测同批430尾实验个体中4个位点的基因型,均符合Hardy-Weinberg定律。其中A-2436G和C-2676T位点完全连锁,组成单倍型标记H1。分析H1标记中的AB和AA基因型实验群体,显示两者在尾柄长、全长指标上存在显著差异(p0.05)。综合分析表明,H1标记可用于大口黑鲈分子辅助育种研究。     

中国对虾抗WSSV及其它经济性状的QTL定位初步研究

以中国对虾抗WSSV选育群体第四代雌虾和野生中国对虾雄虾为亲本,采用人工精荚移植方式产生F1代家系,家系内个体姊妹交获得R家系材料,42尾R家系个体采用口饲法进行WSSV（White Spot Syndrome Virus）攻毒实验,获得个体抗WSSV及其它相关数据。构建了中国对虾的AFLP（Amphfied Fragment Length Polymorphism）分子标记遗传连锁图谱。利用MAPMAKER／QTL1．1软件进行了中国对虾体长、全长、体重及抗WSSV性状的QTL（Quantitative TraitsLoci）定位分析,首次实现了中国对虾重要经济性状的QTL定位。在LOD值大于2．0的条件下,共检测到和体长相关的QTL位点1个,与全长相关的QTL位点2个,与体重相关的QTL位点2个,与抗WSSV性状相关的位点2个,分别位于3个连锁群上,位点变异解释率从26．6％-66．9％不等。在其中的1个连锁群上检测到了体重、全长和抗WSSV性状相关的三个QTL位点,1个连锁群上检测到了体重和抗WSSV性状相关的两个QTL位点,1个连锁群上检测到了全长和体长相关的两个QTL位点。表明在中国对虾在此生长阶段,抗WSSV性状和个体大小存在一定程度的正相关关系[动物学报54（6）：1075-1081,2008]。     

大黄鱼快长相关微卫星标记的筛选与验证

为了筛选与大黄鱼生长性状紧密相关的分子标记,并对这些标记的有效性进行鉴定,研究以大黄鱼家系和群体为材料,经标记筛选、两次验证共三个步骤,找到2个与大黄鱼生长性状紧密相关的微卫星标记:LYC0088和LYC0143,其中LYC0088与体高、体质量均极显著相关（P0.01）,与体长显著相关（P0.05）,LYC0143与体长和体质量显著相关（P0.05）,与体高的相关性极显著（P0.01）。LYC0088与LYC0143位点的优势等位基因分别为E、A,优势等位基因型均为AB,优势等位基因型组合为AB/AB,两个位点呈加性效应。该结果为开展大黄鱼分子标记辅助育种提供了有价值的遗传标记。       

建鲤ODC1基因型与增重的相关性分析

构建了建鲤（Cyprinus carpio var. jian）鸟氨酸脱羧酶（Ornithine decarboxylase,ODC）jlODC1a基因上6个和jlODC1b基因上4个SNP位点的PCR-RFLP方法,检测了这10个位点在12个家系约900尾建鲤选育群体中的基因型,各位点的基因型频率存在差异,最小等位基因频率（MAF）为0.140.48。各位点不同基因型与增重相关分析结果,其中7个SNPs与建鲤增重显性相关的位点,ODC1s基因上与雌鱼增重相关的SNP位点（7个）较雄鱼（4个）多。标记富集结果表明富集与建鲤增重相关的优势基因型的SNP个数越多的个体增重速度越快SNP个数越多的个体增重速度越快,富集4个的平均增重显著快于富集03的个体增重,且比0标记的快约14%,这反映出生长为数量性状。进一步对所检测位点进行双倍型分析,结果显示具有四个优势基因型且全部杂合优势基因型的4567（XXXXXXACCTCTCT）组的增重最快,比0优势基因型的增重快达26.6%,可以考虑用于今后的快增长建鲤的选育计划中。此外,双倍型分析结果还表明,不同位点之间可能存在或颉抗或协同的互作,如1和4之间存在拮抗关系,因此在今后的选育计划中,在考虑标记富集的情况下还应考虑标记之间的关系。宜在选择互为协同作用优势基因型的前提下,富集尽可能多的SNP标记。       

杂交群体动物基因聚合

基因聚合是通过优化设计杂交方案,选择利用目标基因或与其紧密连锁的分子标记,通过世代选择实现将来源于多个不同群体的优势目标基因或基因型聚合到同一个理想个体中,进而达到生产出超级经济性状个体的目的。针对聚合不同目标基因个数,设计4类杂交方案——两群体、三群体、四群体级联、四群体对称。在相同的杂交方案中,比较基因型选择和表型选择策略,分析不同杂交组合、性状遗传力、初始基因频率、基础群体规模对聚合设计的影响,并筛选出最佳的聚合方案。研究结果表明,在较大的基础群体规模和较高初始群体基因频率下,获得聚合多个目标基因的理想个体的可能性较大。在四群体杂交方案中,亲本的杂交次序对于级联杂交比对称杂交的影响较大。模拟结果表明,运用基因型选择进行聚合育种优于表型选择。文章所开发设计的聚合模拟育种的统计分析方法和相应软件为指导杂交育种方案和选择策略的设计提供理论参考,同时,为进一步设计开发聚合设计模拟育种平台奠定基础。     

建鲤GHR基因多态性及与增重相关的SNP位点的筛选

生长激素是调控动物生长的关键因子,它通过与膜蛋白生长激素受体结合后发挥作用,因此生长激素受体基因的变异对动物生长有着重要的影响。实验根据已分离的4个建鲤jlGHRs基因,通过测定来自6尾建鲤的序列,共找到38个SNP位点。使用PCR-RFLP方法检测了353尾建鲤在其中5个SNP位点(1a内含子3 A43G、1a外显子8 A361G、1b外显子8 C12T、2a外显子8 A555G和2b外显子8 A315G)的基因型,分析了不同基因型与生长性状的相关性。结果表明5个位点均与增重显性相关;1a内含子3 A43G还与体高/体长和体厚/体长显性相关;1b外显子8 C12T与体高/体长和尾柄高/尾柄长显性相关;1a外显子8 A361G和2a外显子8 A555G也与尾柄高/尾柄长显性相关。数据分析还显示增重标记个数富集4个以上的个体明显比标记少的个体生长快,在选育群中增重标记数有2个的个体最多占30%,而增重标记数4个以上的只占14%,说明存在着较大的选育空间。实验筛选的5个位点可以作为建鲤分子育种的有效标记。       

基于微卫星多重PCR技术的兰州鲇亲子鉴定

针对目前兰州鲇(Silurus lanzhouensis)种质资源救护保存和良种选育等研究工作中面临的亲子鉴定及系谱管理等问题, 研究应用微卫星荧光标记多重PCR与自动测序分型技术, 建立了2组四重PCR和2组三重PCR体系, 并成功应用于3个家系亲子鉴定中。利用Cervus v.3.0软件对110尾兰州鲇进行遗传多样性分析, 结果显示: 研究筛选的14个微卫星标记的平均观测杂合度(H_o)为0.750, 平均期望杂合度(H_e)为0.667, 平均多态信息含量(PIC)为0.624, 具有丰富的遗传多样性。对已知系谱信息的3个兰州鲇家系的90尾子代和20尾候选亲本进行亲子鉴定分析, 结果表明, 双亲基因型未知累积排除概率(CE-1P)、单亲基因型已知累积排除概率(CE-2P)和双亲基因型已知累积排除概率(CE-PP)分别为0.99753092、0.99983971和0.99999964。4组多重PCR累积模拟鉴定率为100%, 累积实际鉴定率为83%。采用50尾个体进行双盲验证, 利用MEGA7.0对3个家系50尾个体进行聚类分析, 结果表明同一家系94%的个体聚类分析结果与系谱关系一致。研究构建的兰州鲇4组微卫星多重PCR亲子鉴定技术为兰州鲇不同种质混养保存、种质选配扩繁、选育系谱管理和分子标记辅助选育等提供了重要技术支持。     

菲律宾蛤仔EST_SSR标记与生长性状的相关分析

研究利用20个微卫星标记对菲律宾蛤仔斑马蛤F2代家系107个个体进行遗传多样性分析,并对标记位点与生长相关性状进行分析。在20个微卫星位点共检测到41个等位基因,各位点等位基因数为2—3个,等位基因片段大小为109—430 bp,平均等位基因数为2.05个。平均有效等位基因数为1.71个,观测杂合度平均值为0.504,期望杂合度的平均值为0.431,平均多态信息含量为0.324。经卡方检验,3个位点SSR11,SSR164和SSR213的基因型分布显著偏离了孟德尔定律(P0.01)。运用SPSS 20.0对20个微卫星位点与菲律宾蛤仔斑马蛤家系生长性状的相关性(壳长、壳宽、壳高和体重)进行连锁显著性检验。结果表明,SSR9位点与壳高存在显著的相关关系(P0.05),SSR135和SSR164位点与壳宽呈显著相关(P0.05),SSR142位点与体重呈显著性相关(P0.05)。研究结果可为菲律宾蛤仔的分子标记辅助选育提供参考。     

A 66‐bp deletion in growth hormone releasing hormone gene 5′‐flanking region with largemouth bass recessive embryonic lethal

Growth hormone releasing hormone (GHRH) regulates the secretion of growth hormone (GH) in the pituitary gland. A 66‐bp deletion (c.‐923_‐858del) was detected in the 5′‐flanking sequence of the largemouth bass (Micropterus salmoides) GHRH gene. In two cultured random populations of adult individuals (A: n = 170 and B: n = 150), the genotype ratios of +/+:+/? were 2.5:1 and 2.8:1 respectively. Only one ?/? fish was detected. A Largemouth bass family was constructed with two heterozygous individuals (+/?) as parents. The genotype ratio of +/+:+/?:?/? in the filial generation embryos was 1:1.6:0.1 at the neurula and 1:2:0 at hatched larvae stages. This indicated that the 66‐bp deletion was a recessive lethal site and that homozygous individuals (?/?) died off in embryonic development. The growth traits (body weight, body length and body depth) were measured, and the GHRH mRNA expression levels in brain tissue were detected using real‐time PCR. The effects of genotype (+/?) on growth traits and GHRH mRNA expression were not significant. Although the cause of death was not clear, the results hint that the 66‐bp deletion site in GHRH 5′‐flanking sequence significantly affects the livability in largemouth bass embryonic development.     

Genotypes,haplotypes and diplotypes of <Emphasis Type="Italic">IGF</Emphasis>-<Emphasis Type="Italic">II</Emphasis> SNPs and their association with growth traits in largemouth bass (<Emphasis Type="Italic">Micropterus salmoides</Emphasis>)

Insulin-like growth factor II (IGF-II) is involved in the regulation of somatic growth and metabolism in many fishes. IGF-II is an important candidate gene for growth traits in fishes and its polymorphisms were associated with the growth traits. The aim of this study is to screen single nucleotide polymorphisms (SNPs) of the largemouth bass (Micropterus salmoides) IGF-II gene and to analyze potential association between IGF-II gene polymorphisms and growth traits in largemouth bass. Four SNPs (C127T, T1012G, C1836T and C1861T) were detected and verified by DNA sequencing in the largemouth bass IGF-II gene. These SNPs were found to organize into seven haplotypes, which formed 13 diplotypes (haplotype pairs). Association analysis showed that four individual SNPs were not significantly associated with growth traits. Significant associations were, however, noted between diplotypes and growth traits (P < 0.05). The fish with H1H3 (CTCC/CGCC) and H1H5 (CTCC/TTTT) had greater body weight than those with H1H1 (CTCC/CTCC), H1H2 (CTCC/TGTT) and H4H4 (TGCT/TGCT/) did. Our data suggest a significant association between genetic variations in the largemouth bass IGF-II gene and growth traits. IGF-II SNPs could be used as potential genetic markers in future breeding programs of largemouth bass.     

大口黑鲈微卫星DNA指纹图谱的构建和遗传结构分析

以国内目前养殖的大口黑鲈[Micropterus salmoides(Lacépède)]群体(CH)、2009年引进的佛罗里达亚种(FL-09)、2010年引进的佛罗里达亚种(FL-10)、2010年引进的北方亚种(NT-10)为实验材料,应用43个微卫星DNA标记对这4个大口黑鲈群体进行遗传检测,构建了各群体的微卫星DNA指纹图谱,并对其遗传结构进行分析。结果显示:CH、FL-09、FL-10和NT-10群体的平均等位基因数(A)分别为2.58、3.74、3.70和4.21,平均期望杂合度(He)分别为0.4549、0.4896、0.5010和0.6138,平均多态信息量(PIC)分别为0.3786、0.4443、0.4566和0.5546,表明国内目前养殖的大口黑鲈群体遗传多样性水平远远低于国外新引进的大口黑鲈群体。利用UPGMA法对4个群体进行聚类,结果 FL-09和FL-10聚为一支,遗传距离为0.0506;NT-10和CH聚为另一支,遗传距离为0.4244,推测FL-09和FL-10两个佛罗里达亚种属于相同的群体,而NT-10和CH两个北方亚种来自不同的群体,甚至不同的水系。同时从指纹图谱中,筛选到5个特异的微卫星标记(JZL114、MiSaTPW11、Lma120、Mdo6和Msal21),可以鉴别FL、NT-10和CH群体,其中MiSaTPW11和Msal21这两个标记组合可以完全鉴别这3个群体。将5个特异性微卫星标记的图谱数据转化成计算机可以识别的数码指纹,可以方便应用于大口黑鲈不同群体及其杂交种的鉴定。研究结果可以为我国大口黑鲈种质资源保存、品种鉴定和良种选育提供理论依据。     

黄颡鱼MSTN基因多态性及其与生长性状的相关性分析

肌肉生长抑制素基因(Myostatin,MSTN)属于转化生长因子β家族,其主要功能是负向调控肌肉的生长发育。采用PCR-SSCP技术对黄颡鱼MSTN基因进行单核苷酸多态性检测和分型,并与其生长性状进行关联分析。结果表明,在第一内含子部分检测到1个缺失位点和2个突变位点(T1003del、G1022A和T1063G),基因型分别为:AA、AB、CC、CD和DD;在第三外显子部分检测到1个突变位点(T132C),基因型分别为:EE和EF。关联性分析表明,AA基因型个体的全长、体长、体高、体厚、头长和体重显著大于CD和DD基因型(P<0.05),AA基因型雌性个体的全长、体长、体高、体厚、头长、尾柄高、尾柄厚和体重也显著大于DD基因型(P<0.05)。由此推断,AA基因型是影响雌性黄颡鱼生长性状的有利基因型,DD基因型是影响雌性黄颡鱼生长性状的不利基因型,可以尝试利用这两个位点对雌性黄颡鱼进行标记辅助选育。     

QTL for body weight,morphometric traits and stress response in European sea bass Dicentrarchus labrax

Natural mating and mass spawning in the European sea bass (Dicentrarchus labrax L., Moronidae, Teleostei) complicate genetic studies and the implementation of selective breeding schemes. We utilized a two‐step experimental design for detecting QTL in mass‐spawning species: 2122 offspring from natural mating between 57 parents (22 males, 34 females and one missing) phenotyped for body weight, eight morphometric traits and cortisol levels, had been previously assigned to parents based on genotypes of 31 DNA microsatellite markers. Five large full‐sib families (five sires and two dams) were selected from the offspring (570 animals), which were genotyped with 67 additional markers. A new genetic map was compiled, specific to our population, but based on the previously published map. QTL mapping was performed with two methods: half‐sib regression analysis (paternal and maternal) and variance component analysis accounting for all family relationships. Two significant QTL were found for body weight on linkage group 4 and 6, six significant QTL for morphometric traits on linkage groups 1B, 4, 6, 7, 15 and 23 and three suggestive QTL for stress response on linkage groups 3, 14 and 23. The QTL explained between 8% and 38% of phenotypic variance. The results are the first step towards identifying genes involved in economically important traits like body weight and stress response in European sea bass.     

生长相关分子标记在翘嘴鳜五代中的富集

为进一步了解人工选育对翘嘴鳜生长相关遗传标记的影响作用,研究以翘嘴鳜华康1号的5代选育群体为实验材料,对具有生长相关优势基因型的5个标记的6个位点进行扩增,通过直接测序和聚丙烯酰胺凝胶电泳两种方法分型后,统计其优势基因型个体数目在翘嘴鳜5代中的变化。结果显示,在5代群体中,2个单核苷酸多态性位点和4个微卫星位点优势基因型的数目的分布范围为0-4,从F1到F5代,这6个位点优势基因型的平均值分别为0.36、0.71、0.68、0.77和0.94,优势基因型的平均含量随选育世代的增加呈现递增趋势,从侧面反映了人工选育在一定程度上富集了优良基因。此外,对微卫星位点进行了遗传相似性和遗传距离分析,结果显示,随着选育的进行,后续世代与F1的遗传距离有明显的增大趋势,遗传相似性减小,这符合育种的客观规律。但相邻世代间的遗传距离则逐代减小,遗传相似性逐代增大,说明人工选育将遗传相似性较大的群体保留下来了,这种相似性表现在表型上包括生长快、体重大、体长增加等。F1到F5代处于中度遗传多样性的稳定状态,说明群体还存在选育空间。