长牡蛎壳色性状选育及其遗传学分析

发布时间：2017-07-30 13:35

  本文关键词：长牡蛎壳色性状选育及其遗传学分析

  更多相关文章： 长牡蛎 壳色 选育 遗传力 混合池分离分析 AFLP SCAR

【摘要】：长牡蛎(Crassostrea gigas)又称太平洋牡蛎,是世界上分布范围最广,产量最大的经济贝类,同时也是我国重要的海水养殖贝类。我国养殖长牡蛎苗种主要来源于未经遗传改良的野生或养殖牡蛎群体,存在着生长慢、存活率低和外观差等问题,影响了长牡蛎养殖产业的健康发展,从长远来看,开展长牡蛎的种质改良工作是解决这些问题的有效途径。育种实践中除了重点关注生长性状外,长牡蛎壳色影响着消费者的喜好,进而影响着商品的价值,已成为重要的育种性状。2010年,我们构建了长牡蛎4种壳色的第一代家系,为壳色性状选育及遗传学分析奠定了基础。本研究主要分析了长牡蛎4种壳色第二代家系的生长存活情况,3种壳色近交家系间的杂交效应,长牡蛎壳金品系第三代和第四代选育的选育进展,长牡蛎贝壳着色度和金黄色性状的遗传模式,鉴定了与壳色性状关联的分子标记。主要研究结果如下：1.长牡蛎4种壳色第二代家系生长与存活比较构建了长牡蛎4种壳色第二代家系,比较了不同壳色家系各生长阶段的生长和存活情况。结果显示,20日龄时,壳金和壳紫家系的壳高均显著大于壳白和壳黑家系,壳黑家系显著大于壳白家系(P0.05)：存活率大小依次为：壳白家系壳黑家系壳金家系壳紫家系。350日龄时,壳白和壳黑家系壳高均显著小于壳金和壳紫家系(P0.05)；各壳色家系存活率差异不显著。2.长牡蛎3种壳色家系间杂交子代生长与存活比较以3种不同壳色长牡蛎家系(白色/W、黑色/B、紫色/P)为材料,采用3×3完全双列杂交法,建立了3个自交组合和6个正反杂交组合,分析了各实验组幼虫期和养成期的生长、存活以及杂交子代的杂种优势。结果表明,浮游幼虫期,杂交组PB表现出显著的生长优势；与自交组相比,各杂交组均有着较高的幼虫存活率；在幼虫存活率方面,所有杂交组均有较高的杂种优势率。在养成期,紫壳色自交组的壳高显著大于白壳色和黑壳色自交组；6个杂交组中,PB的壳高生长最快,BP次之,PW、WP的生长最慢;各杂交组与自交组的成活率差异均不显著;杂交组BP及其反交组PB的壳高、壳长、总重和存活率的杂种优势率分别介于3.71%～1 5.27%、-2.00%～13.10%、11.23%～41.56%、-2.77%～9.83%,其他4个杂交组在整个养成阶段没有表现出杂种优势。3.长牡蛎壳金群体第三代和第四代的选育进展以第二代壳金家系为基础群体,对长牡蛎壳金群体的壳高性状进行了连续两代的截头选择,分析了第三代和第四代选育的选择反应、遗传获得和现实遗传力。第三代选育的平均选择反应为0.436±0.138,遗传获得为8.253±1.014%,现实遗传力为0.270±0.086。第四代选育的平均选择反应为0.453±0.153,遗传获得为8.515±1.739%,现实遗传力为0.266±0.090。4.长牡蛎贝壳着色度遗传力估计利用山东乳山长牡蛎养殖群体为亲贝,构建了22个全同胞家系,养殖一年后,从每个家系随机取样,利用数字成像分析测定壳色,采用两种方法估计获得长牡蛎壳色的狭义遗传力分别为0.60±0.07和0.65±0.09。我们进一步检验了每个家系内的壳色变异情况,结果发现大多数家系壳色变异呈正态分布,然而在两个家系中,子代明显分离为浅色组和深色组,分别符合1：1和3：1的孟德尔分离比,暗示了一个主效基因在这两个家系中的分离。5.长牡蛎着色度关联标记的鉴定与定位通过两个着色度相对的长牡蛎交配,产生了一个壳色分离的F1群体,该群体的左壳着色度表现为连续的双峰分布。在子代中选取9个壳色最浅的个体与9个壳色最深的个体,分别等量混合成一个DNA池,用于AFLP(amplified fragment length polymorphism)的扫描筛选。通过混合池分离分析法(bulked segregant analysis, BSA),最终在225对选择性引物中,筛选到6对引物产生的7条多态性片段,与该分离群体的贝壳着色相关联。这7个AFLP标记全部位于同一个连锁群上,可解释80%的壳色表型变异。所有关联的7个AFLP标记全部被用于转化SCAR (sequence-characterized amplified region)标记,其中有1个AFLP成功转化为共显性的SCAR标记,命名为SP-170。该SCAR标记成功整合到长牡蛎连锁图谱中。6.长牡蛎壳金性状遗传模式分析利用3种壳色(金黄色、白色、黑色)长牡蛎的全因子交配实验,分析了长牡蛎壳金性状的遗传模式以及与黑色着色的关系。结果显示贝壳金黄色的遗传模式不同于黑色,黑色着色表现为前景色而金黄色和白色为背景色。长牡蛎贝壳背景色由一个位点的两个等位基因控制,金黄色基因对于白色为显性。另外,背景金黄色子代的前景着色明显比白色背景子代浅,暗示了背景色对于前景色的上位效应。7.长牡蛎壳金性状关联标记的鉴定为了加快长牡蛎壳金品系的选育进展,本研究鉴定了与长牡蛎壳背景色位点关联的分子标记。在一个壳金长牡蛎与壳白长牡蛎杂交子代F1中,挑选8个壳金个体和8个壳白个体,分别等量混合它们的DNA组成两个DNA池,用于AFLP扫描筛选。通过混合池分离分析法,最终在225对选择性引物中,筛选到6对引物产生的7条多态性片段,与该分离群体的壳色相关联。这7个AFLP片段全部来源于母本并且定位于同一个连锁群上,分布于壳色位点的两侧。在将AFLP转化为单位点标记中,获得了1个SCAR标记SCARJ8-2、1个SNP标记SNPL2-4和]个SSR标记SSRO11-2。
【关键词】：长牡蛎 壳色 选育 遗传力 混合池分离分析 AFLP SCAR
【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5-8
• Abstract8-18
• 第一章 文献综述18-40
• 第一节 长牡蛎遗传育种进展18-30
• 1 传统育种方法19-24
• 1.1 选择育种19-21
• 1.2 杂交育种21-24
• 2 分子标记辅助选择育种24-30
• 2.1 连锁分析法25-27
• 2.2 全基因组关联分析法27-28
• 2.3 候选基因法28-30
• 第二节 贝类壳色性状遗传研究进展30-38
• 1 贝类壳色性状的表现形式30-31
• 2 贝类壳色性状的环境影响31
• 3 贝类壳色性状的遗传31-33
• 4 贝类壳色性状的分子基础33-34
• 5 贝类壳色性状与其他性状的关系34-36
• 6 贝类壳色性状选育成果36
• 7 长牡蛎壳色遗传研究进展36-38
• 第三节 本研究的目的及主要内容38-40
• 1 研究目的及意义38
• 2 研究内容38-40
• 第二章 长牡蛎壳色性状家系选育40-57
• 第一节 长牡蛎4种壳色第二代家系生长与存活比较40-47
• 0 引言40
• 1 材料与方法40-42
• 1.1 亲贝的来源40-41
• 1.2 人工授精,孵化及幼虫培育41
• 1.3 养成管理41
• 1.4 取样和测量41-42
• 1.5 数据分析42
• 2 结果42-45
• 2.1 幼虫期生长比较42
• 2.2 幼虫期存活率比较42-43
• 2.3 养成期生长比较43-44
• 2.4 养成期存活率比较44-45
• 3 讨论45-47
• 3.1 壳色与F_2生长、存活的关系45-46
• 3.2 近交对F_2生长、存活的影响46-47
• 第二节 长牡蛎3种壳色家系间杂交子代生长与存活比较47-57
• 0 引言47-48
• 1 材料与方法48-50
• 1.1 亲贝的来源48
• 1.2 实验设计48
• 1.3 人工授精,孵化及幼虫培育48-49
• 1.4 养成管理49
• 1.5 取样和测量49
• 1.6 数据分析49-50
• 2 结果50-55
• 2.1 幼虫期生长的比较分析50
• 2.2 幼虫期存活率的比较分析50-51
• 2.3 幼虫期杂种优势率的比较分析51-52
• 2.4 养成期生长比较52-54
• 2.5 养成期存活率比较54
• 2.6 养成期杂种优势率的比较分析54-55
• 3 讨论55-57
• 第三章 长牡蛎壳金新品系选育57-78
• 第一节 长牡蛎壳金群体第三代选育的选择反应57-66
• 0 引言57-58
• 1 材料和方法58-60
• 1.1 亲贝来源58
• 1.2 人工授精及孵化58
• 1.3 幼虫培育及采苗58-59
• 1.4 养成59
• 1.5 取样和壳色统计59
• 1.6 选择反应、遗传获得和遗传力估计59-60
• 2 结果60-64
• 2.1 亲本选择60-61
• 2.2 生长性状的比较61-62
• 2.3 遗传参数62-63
• 2.4 壳色和外套膜色分析63-64
• 3 讨论64-66
• 第二节 长牡蛎壳金群体第四代选育的选择反应66-73
• 0 引言66-67
• 1 材料和方法67-68
• 1.1 亲本选择67-68
• 1.2 人工授精及孵化68
• 1.3 幼虫培育与采苗68
• 1.4 养成68
• 1.5 取样68
• 1.6 选择反应、遗传获得和遗传力估计68
• 2 结果68-71
• 2.1 亲本选择68-69
• 2.2 生长性状的比较69-70
• 2.3 遗传参数70-71
• 2.4 壳色和外套膜色分析71
• 3 讨论71-73
• 第三节 长牡蛎壳金群体生长模型的建立73-78
• 0 引言73
• 1 材料与方法73-74
• 1.1 材料来源73
• 1.2 人工授精及孵化73
• 1.3 幼虫培育与采苗73
• 1.4 养成73-74
• 1.5 取样及测量74
• 1.6 数据统计及生长模型拟合74
• 2 结果74-77
• 2.1 参数估计与模型拟合74-76
• 2.2 各性状的绝对生长速度76-77
• 3 讨论77-78
• 第四章 长牡蛎壳色性状遗传分析78-124
• 第一节 长牡蛎贝壳着色度遗传力估计78-84
• 0 引言78-79
• 1 材料与方法79-80
• 1.1 材料来源79
• 1.2 壳色的测量79
• 1.3 数据分析79-80
• 2 结果80-82
• 2.1 遗传力估计80
• 2.2 子代壳色分布80-82
• 3 讨论82-84
• 第二节 长牡蛎贝壳着色度关联标记鉴定与定位84-103
• 0 引言84-85
• 1 材料与方法85-92
• 1.1 牡蛎材料85
• 1.2 壳色的测量85
• 1.3 DNA提取和混合池的构建85-86
• 1.4 AFLP分析86-90
• 1.5 AFLP标记的筛选90
• 1.6 AFLP标记的连锁分析与QTL定位90-91
• 1.7 AFLP标记的克隆与测序91-92
• 1.8 SCAR标记的转化92
• 1.9 SCAR标记的验证及图谱定位92
• 2 结果92-101
• 2.1 子代壳色分离92-93
• 2.2 AFLP标记筛选93-95
• 2.3 AFLP标记连锁分析与QTL定位95-99
• 2.4 SCAR标记的转化99-100
• 2.5 SCAR标记的图谱定位100-101
• 2.6 关联序列的生物信息学分析101
• 3 讨论101-103
• 第三节 长牡蛎壳金性状遗传模式分析103-110
• 0 引言103-104
• 1 材料与方法104-105
• 1.1 亲本来源104
• 1.2 交配设计104-105
• 1.3 幼虫培育及养成105
• 1.4 子代壳色统计105
• 1.5 数据分析105
• 2 结果与讨论105-110
• 第四节 长牡蛎壳金性状关联标记鉴定110-124
• 0 引言110-111
• 1 材料与方法111-113
• 1.1 实验材料111
• 1.2 DNA提取及混合池构建111-112
• 1.3 AFLP分析112
• 1.4 AFLP标记的筛选112
• 1.5 AFLP连锁分析112
• 1.6 AFLP片段的克隆及测序112
• 1.7 单位点特异性PCR标记的转化112-113
• 2 结果113-122
• 2.1 壳色分离情况113
• 2.2 AFLP筛选113-115
• 2.3 AFLP标记连锁分析115-116
• 2.4 单位点特异性PCR标记的转化116-121
• 2.5 关联序列的生物信息学分析121-122
• 3 讨论122-124
• 总结124-125
• 参考文献125-145
• 致谢145-147
• 个人简历147-148
• 学术成果148

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