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鳙生长性状和性别QTL定位研究
Alternative TitleQTL mapping for growth-related traits and sex in bighead carp
刘海洋
Subtype博士
Thesis Advisor童金苟
2017-05
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract鳙(Hypophthalmichthys nobilis)是我国四大家鱼之一,是中国重要的经济养殖鱼类。鳙2015年全球养殖产量是3,402,870吨,经济价值总量达43.7亿美元(FAO)。鳙还被引种到其他国家和地区,绝大多数是为了水产养殖,少部分用来改善水质。然而近几十年来受人类过度捕捞与环境污染的影响,中国的鳙自然资源日益衰退,生长等经济性状下降。由于鳙性成熟时间较长,传统的选育方式无法有效的开展,需要分子标记(基因)辅助育种加快鳙的育种效率。鳙在性成熟前无法确定性别也为水产养殖业带来了麻烦,亟须开发性别特异性遗传标记用于性别分子鉴定并对鳙性别决定机制进行深入研究。本研究主要结果如下: 利用8个高多态性的微卫星标记,对鳙混合家系的10个亲本及其840尾7月龄子代进行了亲权分析。整体的亲子鉴定准确率为100%,每个子代都能分配到唯一的亲本组合。鳙各生长性状之间的遗传相关和表型相关均为正相关(0.77–0.99, P<0.01),体重与全长、体长的相关性最高,均在0.9以上。在所有生长性状中,体重的变异系数最大(18.65%)。使用Asreml-R软件进行遗传力估算,7月龄鳙体高、头长、体重的遗传力分别为0.28±0.14、0.37±0.17和0.22±0.11,属于中等遗传力;全长、体长的遗传力分别为0.17±0.09、0.13±0.08,属于低遗传力。本研究所获得的鳙生长性状的遗传力、遗传相关和表型相关等遗传参数,为更有效地制定育种规划提供了参考。 基于亲子鉴定结果,选取亲本遗传距离较远且子代生长性状表型差异比较大的1个鳙F1全同胞家系,构建了一张新的微卫星标记鳙连锁图谱。图谱共有905个微卫星标记,24个连锁群,连锁群数目与鳙单倍体染色体数相等。图谱的总长度为1631.7 cM,基因组覆盖度为94.7%,图谱分辨率为1.8cM/标记。比较基因组分析结果显示鳙和斑马鱼具有较高的共线性,鳙9号连锁群与斑马鱼10、22号染色体同源。在多重QTL分析模式下,在9号连锁群和17号连锁群上的三个区域检测到3个基因组水平的QTL和11连锁群水平的QTL,可解释的表型变异率(PVE)为18.6–25.5%。基于QTL定位结果及比较基因组学分析结果,我们鉴定出3个生长相关的潜在的候选基因,并在不同群体中验证了一个与生长相关的候选基因TP53BP2。这些研究结果为生长性状的QTL精细定位和主效基因及其相关分子标记的鉴定奠定了基础,有助于鳙的分子标记(基因)辅助育种。 我们开发了一种基于2b-RAD测序与基因组测序新的方法来筛选鳙性别特异序列方法,并且成功开发了鳙性别特异标记。采用2b-RAD测序技术,分别对5尾雄性鳙亲本与5尾雌性鳙亲本进行文库构建和测序,通过雌、雄分组分离分析得到3个雄性特异的2b-RAD序列;将3个雄性特异序列比对到鳙雄性组装基因组中,得到一个雄性特异的序列(911bp)。在此雄性特有片段中设计的3个标记均只能在雄性中扩增出特异片段,在雌性基因组中无扩增结果。用雄性特异标记对120尾已知性别的鳙进行验证,正确率为100%。用雄性特异标记对160尾雌核发育子代进行鉴定,所有样品均被鉴定为雌性。对源于三个家系的580尾子代进行性别鉴定,子代雌、雄比例为1:1。 上述结果表明鳙具有XX/XY型遗传型性别决定系统。本文对性别分子标记的开发和研究,为鳙的早期性别鉴定、性别决定机制以及性别控制育种提供了理论和技术基础。 使用2b-RAD技术构建了鳙SSR和SNP标记高密度遗传连锁图谱,性别一致性图谱包含3,900个标记(924个SSR和2,976个SNP),图谱总长度为2,022.34 cM,图谱密度为0.52 cM。性别被定位于19号连锁群上69.787 cM-73.65 cM的1个较狭窄的范围内,说明鳙进化出了特定的性别决定区域。鳙的19号性别连锁群并没有明显的重组抑制现象,说明鳙性染色体进化还处于初期阶段。比较基因组显示,鳙连锁群与斑马鱼和草鱼基因组有较高的共线性,其中鳙19号性别连锁群对应斑马鱼25号染色体和草鱼20号连锁群;推测这3种鲤科鱼类可能拥有各自独立的性染色体起源与进化过程。这些结果为鳙性别决定区域的物理定位及可能的潜在性别决定基因的探寻及鲤科鱼类性染色体进化等研究提供了有价值的参考信息。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/31104
Collection鱼类生物学及渔业生物技术研究中心_学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
刘海洋. 鳙生长性状和性别QTL定位研究[D]. 中国科学院水生生物研究所,2017.
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