水产养殖动物遗传连锁图谱及QTL定位研究进展

自1997年美国农业部启动5种水产养殖动物基因组计划以来，在不到10年的时间里，世界各国都相继开展了本国主要水产养殖动物基因组研究。截至2005年底，有近17种海淡水养殖动物公布了遗传连锁图谱：属于高密度连锁图谱的有虹鳟和大西洋鲑(标记数超过1 000)；属于中密度遗传连锁图谱的有罗非鱼、沟鲶、黑虎虾、日本牙鲆和欧洲海鲈(标记数为400—1 000)；属于低密度遗传连锁图谱的有泰国的胡鲶，中国的栉孔扇贝、鲤鱼，日本的黄尾shi，美国的牡蛎等近10种养殖种类(标记数少于400)。水产养殖动物遗传连锁图谱的构建和发展，促进了一些与经济性状(如生长、抗逆、发育等)相关的数量性状位点(QTL)的定位研究。然而，QTL定位研究目前只在具有中高密度遗传连锁图谱的鲑科鱼类(虹鳟、大西洋鲑和北极嘉鱼)、罗非鱼、沟鲶和日本牙鲆等种类中开展，而且定位研究仍处在初级水平。遗传连锁图谱的高分辨率和QTL在图谱上的精确定位，是今后能否实现对主要水产养殖动物的经济性状进行遗传操作的技术保证，同时也是实现分子标记或基因辅助育种在水产养殖动物中成功运用的制胜法宝。     

用直接注射法生产转基因鱼

本文报道了对鲤鱼、鲫鱼受精卵不加任何去膜处理,用显微操作器把外源基因直接注射到卵核附近,构建转基因鱼的方法。本法操作方便,孵化条件简单,成活率高。斑点杂交和Southern Blot杂交结果表明,外源基因的整合率与其它方法构建的转基因鱼的外源基因的整合率相近。从1988年至今,本组运用这个方法生产转基因鲤鱼、鲫鱼一万余尾。     

鱼类经济性状遗传解析及分子育种应用研究

人类需要不断改良养殖鱼类的生产性状以提供更多优质的动物蛋白.鱼类的经济性状由多基因的数量性状位点所控制,其中大部分基因是微效的,但是少数基因可能具有决定性的影响.基于近10年来遗传学和基因组学研究中的主要进展,本文简要介绍和评述一些重要养殖鱼类在生长、抗病(逆)、性别等经济性状开展分子育种基础和应用研究的状况,探讨组学和下一代测序技术在鱼类经济性状遗传解析和分子设计育种中的应用潜力.这些研究有助于最终揭示鱼类经济性状的遗传调控机制并将相关研究成果应用于养殖鱼类目标性状的遗传改良.     

鲤鱼微卫星标记与体重、体长和体高性状的相关分析

利用47个鲤鱼微卫星标记, 对柏氏鲤和荷包红鲤抗寒品系自交F2代的92个个体基因组DNA进行检测, 得到162个等位基因, 各座位等位基因数2~6个, 片段长度100~444 bp, 有效等位基因数1.3069~4.2288, 杂合度0.2361~0.7677, 位点多态信息含量0.5368。利用统计软件SPSS的GLM程序对47个微卫星标记与鲤鱼体重、体长和体高相关性进行了分析, 结果表明HLJ695、HLJ716、HLJ739、HLJ759、HLJ774、K16与体重、体长和体高相关, HLJ776与体高相关。对同一标记不同基因型间进行多重比较, 找到与3种性状相关的基因型。     

鲤饲料转化率性状的QTL 定位及遗传效应分析

数量性状(QTL)定位是实现分子标记辅助育种、基因选择和定位、培育新品种及加快性状遗传研究进展的重要手段。饲料转化率是鲤鱼的重要经济性状和遗传改良的主要目标, 而通过QTL 定位获得与饲料转化率性状紧密连锁的分子标记以及相关基因是遗传育种的重要工具。研究利用SNP、SSR、EST-SSR 等分子标记构建鲤鱼(Cyprinus carpio L.)遗传连锁图谱并对重要经济性状进行QTL 定位。选用174 个SSR 标记、41 个EST-SSR 标记、345 个SNP 标记对德国镜鲤F2 代群体68 个个体进行基因型检测, 用JoinMap4.0 软件包构建鲤鱼遗传连锁图谱。再用MapQTL5.0 的区间作图法(Interval mapping, IM)和多QTL 区间定位法(MQMMapping, MQM)对饲料转化率性状进行QTL 区间检测, 通过置换实验(1000 次重复)确定连锁群显著性水平阈值。结果显示, 在对饲料转化率性状的多QTL 区间定位中, 共检测到15 个QTLs 区间, 分布在9 个连锁群上, 解释表型变异范围为17.70%—52.20%, 解释表型变异最大的QTLs 区间在第48 连锁群上, 为52.20%。HLJE314-SNP0919(LG25)区间标记覆盖的图距最小, 为0.164 cM; 最大的是HLJ1439-HLJ1438(LG39)区间,覆盖图距为24.922 cM。其中区间HLJ1439-HLJ1438、HLJ922 -SNP0711 解释表型变异均超过50.00%, 可能是影响饲料转化率性状的主效QTLs 区间。与饲料转化率相关的15 个QTLs 的加性效应方向并不一致, 有3个区间具有负向加性效应, 平均为?0.027; 12 个正向加性效应, 平均值为0.06。研究检测出的与鲤鱼饲料转化率性状相关的QTL 位点可为鲤鱼分子标记辅助育种和更进一步的QTL 精细定位打下基础。       

虹鳟6个养殖群体遗传多样性的微卫星分析

利用14对微卫星分子标记对虹鳟的6个养殖群体进行遗传多样性分析。结果表明：6个群体的平均等位基因数A为 2.89～4.22,平均有效等位基因数Ne 为2.15～2.78,平均观察杂合度Ho 为0.4801～0.6786,平均期望杂合度He 为0.5052～0.6211,平均多态信息含量PIC 为0.4298～0.5762;其中渤海站群体的等位基因数最多、多态信息含量最高,有效种群最大,通过基因型的P值发现6个群体只在位点AF375034符合Hardy-Weinberg平衡,在其他位点都不同程度的偏离平衡,同时对6个群体的遗传距离进行了估算,聚类分析发现挪威群体与其他群体遗传距离最远。     

建鲤(Cyprinus carpio var. Jian)微卫星DNA亲权鉴定

利用16个微卫星座位对建鲤10个全同胞家系647个子代进行亲权鉴定。Cervus3.0分析表明,16个微卫星位点的平均多态信息含量为0.7025,平均等位基因数为6.63,期望杂合度平均为0.7405。当双亲未知时,累积排除概率为0.999225,已知单亲时的累积排除概率为0.999996,置信度为95%。进一步模拟分析表明,要达到亲权鉴定的要求在双亲未知时通常需要8～12个微卫星位点,已知单亲时需要5～8个微卫星位点。在双亲均未知的情况下进行亲权鉴定,94.6%的后裔找到了其父母本,真实鉴定率低于模拟分析预测值,分析可能是与候选亲本间存在亲缘关系、无效等位基因的存在以及分型错误等因素有关。9个建鲤全同胞家系的鉴定,为今后的遗传图谱构建、QTL定位及分子标记辅助育种研究奠定了基础。     

镜鲤(Cyprinus carpio)肌间刺数量微卫星标记筛选与相关性分析

该文从200个微卫星标记中筛选出149个多态性标记,并对镜鲤(Cyprinus carpio)子代个体数最多的家系进行了肌间刺数量的相关性分析。结果表明有8个微卫星标记与肌间刺数量显著相关(P<0.05)。其中,HLJ3086、HLJ2642及HLJ3515与肌间刺数量极显著相关(P<0.01)。多重比较同一标记不同基因型,得到与肌间刺数量相关的基因型。将得到的与肌间刺数量显著相关微卫星标记在NCBI上进行BLAST比对,结果显示HLJ2891与斑马鱼编码蜘蛛毒素亲和蛋白-2(latrophilin-2-like)基因相似,一致度达92%,HLJ3515与斑马鱼编码丝氨酸/苏氨酸激酶32B(serine/threonine-protein kinase 32B-like)基因相似,一致度达81%。该结果为镜鲤肌间刺数量的分子标记辅助育种(molecular marker assisted breeding)提供了有效依据。     

基于整合图谱的鲤生长相关性状QTL的分布及变异规律

单个群体数量性状位点(QTL)的检测和识别效率通常是有限的,而多个群体能提高QTL的检测效率并能更好地了解其等位基因的变异和分布.本研究利用4个群体构建了鲤鱼的整合图谱,在此基础上比较分析了不同群体QTL的分布及变异.整合图谱长度为2371.6cM,包含257个微卫星(SSR)和421个SNP标记分布于42个连锁群,平均标记间隔为3.7cM.将4个群体的体重、体长、体高和体厚共67个QTL定位到整合图谱上进行比较分析,发现仅有1个QTL为3个群体共享,9个QTL为2群体共享,未发现4个群体均共享的QTL.QTL的比较分析结果表明,共享QTL可能在控制不同鲤鱼种质间生长性状中起主要作用.此外,探讨了QTL在不同群体间变化的原因和规律,同时揭示了主效和微效基因在不同群体中的遗传表现,为QTL定位策略和分子育种改良鲤生长性状提供理论基础.     

水产养殖动物遗传连锁图谱及QTL定位研究进展

自1997年美国农业部启动5种水产养殖动物基因组计划以来,在不到10年的时间里,世界各国都相继开展了本国主要水产养殖动物基因组研究。截至2005年底,有近17种海淡水养殖动物公布了遗传连锁图谱：属于高密度连锁图谱的有虹鳟和大西洋鲑（标记数超过1000）;属于中密度遗传连锁图谱的有罗非鱼、沟鲶、黑虎虾、日本牙鲆和欧洲海鲈（标记数为400-1000）;属于低密度遗传连锁图谱的有泰国的胡鲶,中国的栉孔扇贝、鲤鱼,日本的黄尾鲕,美国的牡蛎等近10种养殖种类（标记数少于400）。水产养殖动物遗传连锁图谱的构建和发展,促进了一些与经济性状（如生长、抗逆、发育等）相关的数量性状位点（QTL）的定位研究。然而,QTL定位研究目前只在具有中高密度遗传连锁图谱的鲑科鱼类（虹鳟、大西洋鲑和北极嘉鱼）、罗非鱼、沟鲶和日本牙鲆等种类中开展,而且定位研究仍处在初级水平。遗传连锁图谱的高分辨率和QTL在图谱上的精确定位,是今后能否实现对主要水产养殖动物的经济性状进行遗传操作的技术保证,同时也是实现分子标记或基因辅助育种在水产养殖动物中成功运用的制胜法宝。