吉富羅非魚(yú)經(jīng)濟(jì)性狀遺傳參數(shù)評(píng)估與新品系培育.pdf

1、羅非魚(yú)是世界性的重要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類，許多國(guó)家都進(jìn)行了人工養(yǎng)殖。我國(guó)于20世紀(jì)50年代開(kāi)始引進(jìn)一些品種，主要有莫桑比克和尼羅羅非魚(yú)等，但養(yǎng)殖發(fā)展比較緩慢，至20世紀(jì)80年代由于養(yǎng)殖品種改良與應(yīng)用，使我國(guó)羅非魚(yú)養(yǎng)殖得到迅速發(fā)展，經(jīng)過(guò)近30年來(lái)的快速發(fā)展，目前年產(chǎn)量已占到全世界總產(chǎn)量的50％左右。羅非魚(yú)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展也帶來(lái)的一些負(fù)面效應(yīng)，如病害流行、種質(zhì)混雜、優(yōu)良性狀退化等現(xiàn)象。因此，對(duì)羅非魚(yú)經(jīng)濟(jì)性狀遺傳改良，對(duì)促進(jìn)羅非魚(yú)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重

2、要作用。本文主要對(duì)吉富羅非魚(yú)生長(zhǎng)與抗逆經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳參數(shù)進(jìn)行了研究，通過(guò)測(cè)定日單性狀隨機(jī)回歸模型遺傳參數(shù)動(dòng)態(tài)評(píng)估;異速生長(zhǎng)遺傳力與遺傳相關(guān);生理生化指標(biāo)多性狀動(dòng)物模型遺傳分析;第5代吉富羅非魚(yú)選育系對(duì)溫度、攝食與營(yíng)養(yǎng)的適應(yīng)性研究，以及該選育系群體的形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、分子學(xué)與生長(zhǎng)方面的檢測(cè)與試驗(yàn)，為新品系培育打下良好基礎(chǔ)。
　　1、吉富羅非魚(yú)生長(zhǎng)尺度的遺傳參數(shù)評(píng)估。通過(guò)對(duì)兩代每代各2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)總計(jì)5015尾個(gè)體的體重、體長(zhǎng)、體寬和體高進(jìn)

3、行觀測(cè)，系譜包括104尾母本162尾父本5588尾個(gè)體。采用多性狀動(dòng)物模型和隨機(jī)回歸模型的方法，對(duì)觀測(cè)性狀的絕對(duì)生長(zhǎng)和相對(duì)生長(zhǎng)尺度進(jìn)行遺傳分析。絕對(duì)生長(zhǎng)尺度中，被觀測(cè)的生長(zhǎng)性狀具有中等遺傳力，其范圍為0.321-0.576;體長(zhǎng)、體寬和體高之間的比性狀遺傳力較低，其中體長(zhǎng)/體高遺傳力最大僅為0.146;所有比性狀遺傳相關(guān)均大于0.5，體長(zhǎng)/體寬和體長(zhǎng)/體高的遺傳相關(guān)在兩個(gè)生長(zhǎng)階段產(chǎn)生了差異，基于多性狀遺傳參數(shù)估計(jì)，選擇指數(shù)有助于吉富羅非

4、魚(yú)體重和體形性狀的改良。相對(duì)生長(zhǎng)尺度中，體長(zhǎng)、體寬和體高相對(duì)于體重的遺傳力分別為0.257，0.412和0.066，而異速生長(zhǎng)尺度的遺傳相關(guān)均大于0.8。體重與體長(zhǎng)、體高和體寬的聯(lián)合異速遺傳分析有助于控制體型與體重之間的生長(zhǎng)速率。
　　2、吉富羅非魚(yú)生長(zhǎng)單性狀的隨機(jī)回歸遺傳分析。分析是基于建立多個(gè)家系和完整系譜基礎(chǔ)上進(jìn)行的。具體包括75個(gè)家系17個(gè)年齡組在6個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)上的連續(xù)觀測(cè)，通過(guò)Legendre多項(xiàng)式建立單性狀隨機(jī)回歸分析模型

5、，基于貝葉斯信息準(zhǔn)則，選擇最佳的異速生長(zhǎng)回歸模型。用Gibbs抽樣先驗(yàn)分布方法計(jì)算體重、體長(zhǎng)、體寬、體高、頭長(zhǎng)和尾柄長(zhǎng)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤。用最佳隨機(jī)回歸模型估算6個(gè)觀測(cè)性狀的遺傳參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)誤。結(jié)果表明:體重、體高和尾柄長(zhǎng)參數(shù)估計(jì)的BIC最佳模型均為L(zhǎng)P230;體長(zhǎng)、體寬和頭長(zhǎng)參數(shù)估計(jì)的BIC最佳模型均為L(zhǎng)P130，其中Cov加性遺傳方差協(xié)方差（標(biāo)準(zhǔn)誤）、 Covf家系效應(yīng)方差協(xié)方差（標(biāo)準(zhǔn)誤）、σ2永久環(huán)境效應(yīng)協(xié)方差(標(biāo)準(zhǔn)誤)和σ2e乘余協(xié)

6、方差（標(biāo)準(zhǔn)誤）分別由相應(yīng)的矩陣給出，Cova和Covf矩陣中出現(xiàn)負(fù)值，σ2p和σ2e差異顯著（1.96≤|R|）。觀測(cè)的6個(gè)生長(zhǎng)性狀的回歸遺傳相關(guān)存在差異，呈現(xiàn)不同的正相關(guān)、負(fù)相關(guān)和不相關(guān)關(guān)系;觀測(cè)生長(zhǎng)性狀的動(dòng)態(tài)遺傳力均由低遺傳力0.0742(0.0497)向高遺傳力0.6094(0.0334)變化，大小依次為體重、體高、體長(zhǎng)、頭長(zhǎng)、體寬和尾柄長(zhǎng);觀測(cè)的生長(zhǎng)性狀動(dòng)態(tài)遺傳相關(guān)三維趨勢(shì)圖中，生長(zhǎng)日齡的平面坐標(biāo)系對(duì)角線所對(duì)應(yīng)的遺傳相關(guān)系數(shù)最大

7、，并且沿對(duì)角線“脊”向兩邊依次逐漸減小，其變化幅度與大小由相應(yīng)動(dòng)態(tài)遺傳力解釋。通過(guò)單性狀隨機(jī)回歸遺傳參數(shù)研究，為精細(xì)化育種提供科學(xué)依據(jù)，加快了吉富羅非魚(yú)品種遺傳改良的進(jìn)程。
　　3、異速生長(zhǎng)遺傳分析。采用聯(lián)合異速生長(zhǎng)模型，對(duì)吉富羅非魚(yú)體重和形態(tài)學(xué)性狀，以及形態(tài)學(xué)多個(gè)部分體相對(duì)整體大小的異速生長(zhǎng)進(jìn)行了遺傳分析，目的是通過(guò)對(duì)異速生長(zhǎng)的遺傳參數(shù)估計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)體質(zhì)量與形態(tài)學(xué)性狀同步選擇。試驗(yàn)采用逐步回歸的方法，選擇體尺生長(zhǎng)相對(duì)體重生長(zhǎng)顯著的

8、觀測(cè)性狀以及形態(tài)學(xué)部分體相對(duì)于整體生長(zhǎng)顯著的觀測(cè)性狀，使建立的表型聯(lián)合靜態(tài)或動(dòng)態(tài)異速生長(zhǎng)的隨機(jī)回歸模型達(dá)到最優(yōu)。吉富羅非魚(yú)多個(gè)形態(tài)學(xué)體尺性狀相對(duì)于體重異速生長(zhǎng)，以及多個(gè)部分體相對(duì)于整體的遺傳分析表明，在體長(zhǎng)、體寬、體高、頭長(zhǎng)和尾柄長(zhǎng)相對(duì)于體重異速生長(zhǎng)指數(shù)中，體高的異速生長(zhǎng)指＞1，而其他均小于1。獨(dú)立形態(tài)學(xué)性狀中體長(zhǎng)與體重的相關(guān)性最好(0.9782)，尾柄與體重的相關(guān)性最差(0.6128);體尺與體重的聯(lián)合異速生長(zhǎng)遺傳相關(guān)中，體長(zhǎng)與體高的

9、相關(guān)性最好(0.9987)與尾柄長(zhǎng)的相關(guān)性最低(0.7631);體尺與體重聯(lián)合異速生長(zhǎng)遺傳力估計(jì)中，尾柄長(zhǎng)遺傳力最低(0.0978)頭長(zhǎng)最高(0.5536)。體尺與體長(zhǎng)的聯(lián)合異速生長(zhǎng)的生長(zhǎng)指數(shù)均＜1。獨(dú)立形態(tài)學(xué)性狀的遺傳相關(guān)中，體長(zhǎng)與體高的相關(guān)性最好(0.9745)與體寬相關(guān)性最差(0.7142);體尺與體長(zhǎng)的聯(lián)合異速生長(zhǎng)遺傳相關(guān)中，頭長(zhǎng)與體高的相關(guān)性最好(0.9980)，尾柄長(zhǎng)與體寬的相關(guān)性最低(0.2782);體尺與體長(zhǎng)聯(lián)合異速生長(zhǎng)

10、遺傳力估計(jì)中體寬最小(0.0700)頭長(zhǎng)最高(0.5041)。結(jié)果表明吉富羅非魚(yú)的異速生長(zhǎng)由遺傳機(jī)制決定，遺傳力與遺傳相關(guān)評(píng)估為吉富羅非魚(yú)的體重與體形選擇提供遺傳學(xué)依據(jù)。
　　4、應(yīng)激、免疫相關(guān)指標(biāo)遺傳力估計(jì)。應(yīng)激、免疫相關(guān)指標(biāo)在生命過(guò)程中起著調(diào)節(jié)和防御作用，其水平變化反映了魚(yú)類所處環(huán)境適應(yīng)性和健康狀況。運(yùn)用多性狀動(dòng)物混合模型精確估計(jì)相關(guān)指標(biāo)遺傳力與遺傳相關(guān)，對(duì)于改良吉富羅非魚(yú)抗逆性性狀具有重要意義。試驗(yàn)共采集60個(gè)家系每個(gè)家系1

11、5尾魚(yú)樣本，共獲得8810個(gè)完整數(shù)據(jù);系譜追溯3代，交配繁殖父本205尾母本432尾。檢測(cè)內(nèi)容主要包括血清皮質(zhì)醇(COR)、溶菌酶(LZM)、超氧化物歧化酶(SOD)、葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、補(bǔ)體3(C3)、免疫球蛋白(IgG)和肝體比(LB)等11項(xiàng)指標(biāo)。血清指標(biāo)遺傳力估計(jì)中GLU、TC和TG為高遺傳力(0.7617、0.7617和0.8627)，IgG為中等遺

12、傳力(0.3876)，LZM為低遺傳力(0.1736)，其他指標(biāo)遺傳力均小于0.0540;肝體比與相關(guān)生理生化性指標(biāo)GLU、TC、TG和SOD遺傳力估計(jì)中，BL遺傳力估計(jì)為0.5706，GLU、TC、TG和SOD估計(jì)值分別為0.4133(↓0.1232)，0.9252(↑0.1635)、0.9016(↑0.0389)和0.0418(↑0.0062)，結(jié)果表明復(fù)合指數(shù)選擇可能會(huì)導(dǎo)致較低的育種效益。各項(xiàng)指標(biāo)的遺傳相關(guān)中出現(xiàn)近半負(fù)相關(guān)，正負(fù)相

13、關(guān)與生理反饋?zhàn)兓姆较蛴嘘P(guān)，10項(xiàng)血清指標(biāo)遺傳相關(guān)中相關(guān)性最高的是COR與C3(0.7207)，而SOD與TC相關(guān)性最低(0.0018)。肝體比與相關(guān)生理生化指標(biāo)的遺傳相關(guān)分析中，相關(guān)性較前者均有所提高，結(jié)果表明，雖然吉富羅非魚(yú)血清中一些指標(biāo)遺傳力估計(jì)值很低，但是可以通過(guò)混合動(dòng)物模型多性狀指數(shù)選擇，使群體抗逆抗病力得到綜合改良。
　　5、環(huán)境適應(yīng)性。采用兩種不同降溫方法，進(jìn)行吉富羅非魚(yú)低溫應(yīng)激比較（水溫從26℃降至致死溫度8℃）。

14、急性低溫應(yīng)激組以9℃/h的降溫速度，2h后水溫降至8℃;慢性低溫應(yīng)激組以3℃/d的降溫速度，6d后水溫降至8℃。以水溫到達(dá)8℃時(shí)的時(shí)間為0h，比較致死溫度下兩種低溫處理對(duì)吉富羅非魚(yú)48 h內(nèi)累積死亡率、血清皮質(zhì)醇與天然免疫指標(biāo)的變化。結(jié)果表明，致死溫度下48 h時(shí)，急性低溫應(yīng)激組的累積死亡率為53.33％，顯著高于慢性低溫應(yīng)激組的26.67％(P＜0.05);慢性低溫應(yīng)激組血清皮質(zhì)醇水平低于急性低溫應(yīng)激組，血清溶菌酶、C3和IgM活力以

15、及頭腎中C型溶菌酶和抗菌肽基因相對(duì)表達(dá)水平顯著高于急性應(yīng)激組(P＜0.05)。急性低溫應(yīng)激組相對(duì)較高的血清皮質(zhì)醇水平抑制了機(jī)體天然免疫活性，降低了魚(yú)體的抵抗力。因此，在實(shí)際養(yǎng)殖生產(chǎn)中，通過(guò)適當(dāng)?shù)牡蜏伛Z化過(guò)程可以有效地提高吉富羅非魚(yú)的低溫耐受性。
　　通過(guò)低溫應(yīng)激研究和評(píng)估吉富羅非魚(yú)幼魚(yú)的脂肪酸組成、抗氧化酶和生理響應(yīng)。試驗(yàn)魚(yú)在28℃的水溫中馴養(yǎng)后直接轉(zhuǎn)入13℃水中。然后對(duì)120 h內(nèi)的應(yīng)激反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明，低溫應(yīng)激對(duì)所有

16、檢測(cè)指標(biāo)均產(chǎn)生顯著影響(P＜0.05)。血液皮質(zhì)醇水平從初始336.93ng/ml在24 h后達(dá)到最高值1165.31 ng/ml，隨后迅速下降;血糖和膽固醇水平在120 h時(shí)顯著低于對(duì)照組(P＜0.05);急性低溫應(yīng)激能增加肝臟超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽水平;在應(yīng)激早期，吉富羅非魚(yú)能夠選擇性利用脂肪酸達(dá)到對(duì)能量的需求。在這段時(shí)間里，首先利用的是飽和脂肪酸，然而隨著應(yīng)激的延續(xù)和肌肉脂肪減少，受試魚(yú)開(kāi)始代謝長(zhǎng)

17、鏈不飽和脂肪酸;由于脂肪酸的氧化產(chǎn)生丙二醛并且導(dǎo)致了氧化損傷。本文深刻闡明了吉富羅非魚(yú)幼魚(yú)為適應(yīng)短期低溫脅迫，其脂肪酸代謝生理的變化。
　　通過(guò)循環(huán)水系統(tǒng)，研究攝食強(qiáng)度對(duì)吉富羅非魚(yú)生化指標(biāo)的影響。試驗(yàn)采用3種不同的投喂強(qiáng)度，即日食糧占體重的2％、4％和6％。試驗(yàn)結(jié)果表明血清和肝臟生化指標(biāo)、血常規(guī)和生長(zhǎng)在不同的投喂強(qiáng)度之間存在差異(P＜0.05)。高強(qiáng)度投喂（日食糧占體重6％）會(huì)導(dǎo)致高的特定生長(zhǎng)率和低的飼料轉(zhuǎn)化率、蛋白質(zhì)利用率以及成

18、活率;低強(qiáng)度投喂（日食糧占體重2％）易導(dǎo)致肝臟指數(shù)和皮質(zhì)醇水平升高。與日食糧占體重的4％相比，這兩種投喂強(qiáng)度均會(huì)引起補(bǔ)體3、溶菌酶、超氧化物歧化酶、葡萄糖氧化酶、高密脂蛋白膽固醇、甘油三脂、堿性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶等水平和活力的降低，以及血清中血紅蛋白、紅細(xì)胞平均血紅蛋白、紅血球、白血球水平和數(shù)量降低，和甲狀腺素、谷草轉(zhuǎn)氨酶和丙二醛水平和活力的升高。高強(qiáng)度投喂還會(huì)導(dǎo)致乳酸脫氫酶、總蛋白、谷胱甘肽和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活力與水平降低。因此，吉

19、富羅非魚(yú)在水溫29℃條件下最佳投喂強(qiáng)度為4％，6％的投喂強(qiáng)度雖然能增加單位面積產(chǎn)量但經(jīng)濟(jì)效率下降，2％的投喂強(qiáng)度在自然餌料缺乏時(shí)顯現(xiàn)不足。試驗(yàn)結(jié)果表明在特定的溫度條件下存在最佳的投喂率，偏高或偏低的投喂強(qiáng)度均會(huì)對(duì)吉富羅非魚(yú)生理健康產(chǎn)生脅迫作用，易導(dǎo)致病害發(fā)生和低飼料效率。
　　6、新品系培育。通過(guò)選育5代的吉富羅非魚(yú)形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)檢測(cè)和生長(zhǎng)性能測(cè)驗(yàn)，對(duì)評(píng)價(jià)遺傳改良效果具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，選育后的吉富羅非魚(yú)形態(tài)學(xué)特征

20、明顯，體側(cè)有5條帶狀條帶，尾鰭有10條以上黑斑點(diǎn)線條，線條有分枝或交叉，體長(zhǎng)是體高的2.64±0.13倍，群體雌雄比接近1∶1。染色體核型公式:6 sm+10st+28 t，染色體臂數(shù)(NF):50，核型公式與其他羅非魚(yú)存在遺傳差異。微衛(wèi)星篩選5個(gè)標(biāo)記，G68224(a)、BV005298(b)、BV005397(c)、BV005554(d)、BV005324(e)，與廣西引進(jìn)的吉富羅非魚(yú)存在遺傳差異。在生長(zhǎng)對(duì)比試驗(yàn)中，收獲平均體重均大