全基因组选择在栉孔扇贝（Chlamys farreri）育种中的应用

发布时间：2017-04-14 01:01

  本文关键词：全基因组选择在栉孔扇贝（Chlamys farreri）育种中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：栉孔扇贝(Chlamys farreri)是我国重要的海洋水产贝类,具有较高的营养价值和经济价值。本研究构建了栉孔扇贝连续三代选择群体,借助二代测序平台,采用2b-RAD技术获得了大量SNP位点,对三个世代进行了系统的群体遗传学研究。同时采用全基因组选择和全基因组关联分析技术针对栉孔扇贝进行全基因组育种值估计,QTL精细定位等。本研究将为水产养殖尤其是贝类育种方面提供宝贵的经验。1栉孔扇贝连续选择群体的构建本章节着重介绍了构建栉孔扇贝三个世代连续选择群体。在一个容量为2000只扇贝的群体中采用截头法以壳高为目的性状上选前5%进行选择,两年性成熟后继续以壳高为候选性状采用截头法进行选择,待第三世代长成一年后,测量其体尺性状,挑取鳃丝以备DNA提取。在选择的过程中,子代在24月龄的体尺性状遗传增量不明显。2栉孔扇贝三个连续选择世代群体遗传学分析采用2b-RAD技术构建了栉孔扇贝三个世代群体共计539个扇贝的测序文库,测序数据通过分型可拿到18450个SNP标记。对三个世代进行群体遗传学研究发现,随着世代的递进,群体偏离哈迪-温伯格平衡的标记比例为10.34%、12.64%、23.11%,香农多样性指数为0.0999±0.0404、0.0921±0.0388、0.0733±0.0308,近交系数为0.0256、0.0323、0.0468。通过构建分子亲缘关系矩阵发现无明显块状聚集,Fst检验无明显群体分化,全基因组范围内的连锁不平衡检测发现随着世代的选择,LD出现了衰减现象。这说明连续选择对栉孔扇贝“蓬莱红”品种养殖群体的群体遗传结构产生了影响,但是群体遗传多样性仍维持在较高水平,可以继续进行群体选育。3全基因组选择与全基因组关联分析在栉孔扇贝中的应用采用GBLUP, Bayes lasso, Bayes A, Bayes B四种全基因组选择的方法对539只扇贝分别进行了个体全基因组育种值估计及各标记效应的估计。结果表明四种方法估计的标记效应分布大致相同,可统一的估计出育种值最高的个体,标记效应估计、育种估计结果相对统一。以壳高为目的性状进行全基因组关联分析,在两个世代分别发现20、10个特异性位点。完善了全基因组选择育种系统,架构平台为LAMP(Linux+Apache+MySQL+PHP),实现了估计育种值的快速计算,更适合应用于实际生产。
【关键词】：栉孔扇贝 群体遗传学 连锁不平衡 全基因组选择 全基因组关联分析
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S917.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 1 绪论13-41
• 1.1 水产育种研究进展13-23
• 1.1.1 水产育种方法13-16
• 1.1.1.1 传统选择育种13-14
• 1.1.1.2 雌核/雄核发育和单性育种14-15
• 1.1.1.3 杂交育种15
• 1.1.1.4 多倍体育种15-16
• 1.1.1.5 其他16
• 1.1.2 分子标记技术的发展对水产育种的影响16-23
• 1.1.2.1 群体多样性分析17-18
• 1.1.2.2 经济性状的QTL定位18-19
• 1.1.2.3 亲子鉴定19
• 1.1.2.4 高通量测序技术在水产育种中的展望19-22
• 1.1.2.5 水产贝类的育种现状22-23
• 1.2 群体遗传选育研究进展23-29
• 1.2.1 群体的变异规律分析方法23-26
• 1.2.1.1 群体内遗传多样性23-25
• 1.2.1.2 群体间遗传多样性25-26
• 1.2.2 群体的遗传规律分析方法26-29
• 1.2.2.1 连锁不平衡分析26-28
• 1.2.2.2 有效群体大小28-29
• 1.3 全基因组关联分析和全基因组选择技术研究进展29-39
• 1.3.1 全基因组关联分析(GWAS)29-32
• 1.3.1.1 全基因组关联分析概论29-30
• 1.3.1.2 GWAS目标性状的选择30
• 1.3.1.3 GWAS分析方法30-31
• 1.3.1.4 影响GWAS的因素31
• 1.3.1.5 GWAS的应用31-32
• 1.3.2 全基因组选择育种(GS)32-39
• 1.3.2.1 全基因组选择概论32-33
• 1.3.2.2 全基因组选择技术原理及进展33-37
• 1.3.2.3 全基因组选择的应用37-38
• 1.3.2.4 全基因组选择在水产育种中的应用展望38-39
• 1.4 研究意义39-41
• 2 栉孔扇贝连续选择群体的构建及表型性状分析41-49
• 引言41-42
• 2.1 栉孔扇贝连续选择群体的构建42-46
• 2.1.1 实验材料和方法42-44
• 2.1.2 选育手段及方法44-45
• 2.1.3 结果与讨论45-46
• 2.2 栉孔扇贝BSA群体表型性状分析46-49
• 2.2.1 实验方法46
• 2.2.1.1 性状测定方法46
• 2.2.1.2 统计分析方法46
• 2.2.2 实验结果46-48
• 2.2.3 讨论48-49
• 3 栉孔扇贝连续选择群体各世代基因型变化规律分析49-75
• 引言49-50
• 3.1 栉孔扇贝连续选择群体各世代SNP标记筛查50-59
• 3.1.1 实验材料和方法50-55
• 3.1.1.1 实验材料50
• 3.1.1.2 主要仪器及试剂50-51
• 3.1.1.3 栉孔扇贝基因组DNA提取51-52
• 3.1.1.4 2b-RAD一步法文库构建52-54
• 3.1.1.5 文库测序及返回数据质量分析54
• 3.1.1.6 SNP分型54-55
• 3.1.2 实验结果及讨论55-59
• 3.1.2.1 DNA及文库构建质量55-57
• 3.1.2.2 返回测序数据分析及SNP分型结果57-58
• 3.1.2.3 Barcode的使用58-59
• 3.2 栉孔扇贝连续选择群体群体遗传学参数分析59-67
• 3.2.1 实验材料及方法59
• 3.2.1.1 实验材料59
• 3.2.1.2 实验方法59
• 3.2.2 实验结果59-66
• 3.2.2.1 三个世代选择群体内遗传多样性分析59-62
• 3.2.2.2 三个世代选择群体间变异程度分析62-66
• 3.2.3 讨论66-67
• 3.3 栉孔扇贝全基因组水平连锁不平稳检测分析67-75
• 3.3.1 材料和方法68-69
• 3.3.1.1 实验群体68
• 3.3.1.2 SNP筛查68
• 3.3.1.3 SNP标记物理距离的获得68
• 3.3.1.4 统计分析68-69
• 3.3.2 实验结果69-72
• 3.3.2.1 SNP筛查69
• 3.3.2.2 SNP物理位置定位69-70
• 3.3.2.3 连锁不平衡计算70-72
• 3.3.3 讨论72-73
• 3.3.3.1 各世代LD衰退水平评价72-73
• 3.3.3.2 选择是否影响连锁不平衡73
• 3.3.4 小结73-75
• 4 全基因组选择与全基因组关联分析的应用75-95
• 4.1 全基因组选择在栉孔扇贝中的应用75-83
• 4.1.1 实验材料和方法75-76
• 4.1.1.1 实验材料75
• 4.1.1.2 SNP分型75
• 4.1.1.3 育种值估计方法75-76
• 4.1.2 实验结果76-81
• 4.1.3 讨论81-83
• 4.2 全基因组关联分析在栉孔扇贝中的应用83-89
• GWAS概述83
• 4.2.1 材料方法83
• 4.2.2 实验结果83-88
• 4.2.3 讨论88-89
• 4.3 贝类全基因组选择遗传育种分析评估系统的完善89-95
• 4.3.1 系统环境配置89-92
• 4.3.1.1 Linux操作系统89
• 4.3.1.2 Apache服务器安装配置89-90
• 4.3.1.3 MySQL数据库配置90
• 4.3.1.4 PHP设置90-92
• 4.3.1.5 ThinkPHP框架92
• 4.3.2 系统方案设计92-94
• 4.3.2.1 数据库设计92
• 4.3.2.2 GBLUP模块设计92-93
• 4.3.2.3 Bayes LASSO模块设计93-94
• 4.3.3 小结94-95
• 5 结语95-96
• 参考文献96-104
• 附录104-119
• 致谢119-120
• 个人简历120
• 发表的学术论文120

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