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大菱鲆耐高温品系选育及生长相关数量性状的基础研究

关健

  大菱鲆Scophthalmus maximus是目前我国工厂化养殖海水鱼产量最大的鱼种,也是支撑我国海水养殖业稳定发展的主要养殖种,产值巨大。但大菱鲆养殖业面临着地下海水资源枯竭、良种缺乏、养殖成本上升、病害频发等问题,制约着大菱鲆养殖产业的健康、可持续发展。本文围绕大菱鲆养殖产业缺乏的良种问题,以培育耐高温品系和快速生长品系为目标进行家系选育。在耐高温研究上,通过对我国养殖群体不同发育期的耐热性和仔、稚、幼鱼的热休克hsp70蛋白的RNA-cDNA表达规律研究,摸清了其耐高温能力的本底数据,通过选择耐高温亲鱼群体、胚胎热激筛选及比对不同家系的耐高温养殖试验结果,初步获得了性状优良的耐高温品系。通过对家系的存活率、白化率、畸形率和生长性能的比较,以及估算生长相关的幼鱼数量性状遗传力,对大菱鲆生长性状选育进行了研究。主要研究结果如下: 1、引进了法国、丹麦、西班牙群体亲鱼,收集了国内莱州、海阳、日照养殖群体,并获得了耐高温亲鱼群体,共同组成大菱鲆育种基础群体。形态分析表明法国与日照群体形态具有较大差异,日照、莱州、海阳群体形态趋同,丹麦群体具高体型特征,同其它5个群体形态差异较大。主成分分析的第一、二、三主成分贡献率分别为47.07%、28.10%、15.45%,三者累积贡献率为90.62%。 2、使用14对微卫星标记进行遗传多样性分析表明,6个亲本群体的等位基因数(A)为3~8,平均等位基因数为5.5,有效等位基因数(Ne)为1.07~5.54,平均有效等位基因数为3.03,各位点的杂合度观测度(Ho)为0.440~1.000,杂合度期望度(He)为0.509~0.824。各群体之间的无偏倚杂合度期望值由小到大依次为西班牙群体、法国群体、莱州群体、海阳群体、丹麦群体和日照群体;遗传多样性差异不显著,而国内累代养殖群体间遗传多样性差异较小,同进口群体间存在一定差异,但不显著(P>0.05)。群体间平均遗传分化指数(Fst)为0.11088,各群体间存在中度遗传分化。NJ法聚类结果:莱州和海阳群体首先聚为一类,二者聚类后复与法国群体聚为一类,表明这3个群体遗传较为接近;这3个群体随后逐次与西班牙群体、日照群体和丹麦群体聚类。结合Hardy-Weinberg平衡和遗传偏离参数(d),6个群体都不同程度的偏离平衡。适合作为良种选育的基础群体。 3、不同发育期大菱鲆胚胎对高温热激的耐受性存在显著差异,原肠期和细胞分裂期的耐受能力显著较低;初步确定器官形成期、尾芽期、出膜前期为适宜热激操作的时期。探明了大菱鲆胚胎期、卵黄囊期、前弯曲期和弯曲期仔鱼、稚鱼期经受2h热刺激的亚致死温度为24℃、23℃、<22℃、28℃、28℃,半致死温度为26℃、28℃、22℃、29℃、29℃,致死温度为30℃、29℃、27℃、30℃、30℃。耐热能力由弱到强依次为10日龄、胚胎、0日龄、25日龄、50日龄,总体上呈现随生长发育逐渐增强的趋势,10日龄可能为大菱鲆热刺激耐受力低谷。 4、半定量RT-PCR测定大菱鲆仔、稚、幼鱼高温热激后热休克蛋白hsp70基因表达,表明相同热激温度后的不同取样时间的表达量,在热激后1h最高、24h陡然降低、48h出现小幅度回升;hsp70表达量明显呈现幼鱼>稚鱼>仔鱼的趋势,表达量随热激温度升高而上升,且与个体发育时间显著呈正相关。 5、使用高温海水养殖淘汰大菱鲆成鱼,自150尾候选成鱼中筛选出耐高温个体39尾(筛选强度为26.0%),组成耐高温亲鱼群体。以验证选择育种“胚胎期选择法”为目的,使用短时间高温刺激的方法,比较和分析了卵裂期、原肠期、器官形成期、尾芽期和孵化前期5个胚胎发育时期的高温耐受能力:5个胚胎发育期的高温耐受性存在显著差异;随着热激温度的提高、热激时长的延长,胚胎的正常仔鱼率下降,并呈现较强的相关性和临界性;器官形成期、尾芽期、出膜前期适宜进行热激操作。通过家系幼鱼热刺激和高温水养殖试验结果,筛选出可能具有耐高温特性的亲鱼11尾和家系18个,成为核心育种群体的重要组成部分。 6、家系间的生长性状差异较大,前、后期的全重生长上表现出较显著的一致性。家系幼鱼存活率总体较低,不同家系之间差异极大,存活率可能主要由亲本的精、卵质量决定。共观察到较明显的幼鱼发育畸形现象9个,将各家系的畸形性状同亲本比对,发现白化、腹部畸形、脊柱弯曲、下颌上屈同亲本可能存在一定的相关性,鳃盖缺失、转眼不彻底、苹果臀、逆向转眼同亲本可能不存在明显的相关。半同胞家系组合的白化率差别较大,认为白化可能受到母系遗传或卵子质量的影响。多数家系的白化与正常幼鱼的生长和可比性状差异不显著(P>0.05)。白化与原色幼鱼的生长和身体形态整体上无显著差异。筛选出速生候选家系1个,高体型候选家系3个。 7、估算了大菱鲆幼鱼可量性状的遗传力。110日龄幼鱼全重、全长、体长、头长、上颌长、眼间距、总高、体高、尾柄高、尾柄长性状的遗传力分别为0.219、0.461、0.366、0.341、0.717、0.669、0.317、0.207、0.511和0.216;185日龄幼鱼全重、全长、体长、头长、总高、体高的遗传力分别为0.383、0.269、0.286、0.322、0.319、0.352。依据父系和母系半同胞方差组分估计的110dah的全长、总高、上颌长、体高和185dah的全部性状的遗传力达到显著水平;依据全同胞方差组分估计的110dah和185dah所有性状的遗传力都达到极显著水平。本研究中的多数性状都属中度遗传力,具有较大的选育潜力。……   
[关键词]:大菱鲆;耐高温;快速生长;育种
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国海洋大学2012年