蝦選育群體顯性和間接遺傳效應(yīng)分析.pdf

1、近年來，隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大，多數(shù)物種出現(xiàn)了諸如生長速度變慢、抗病力減弱、死亡率升高等種質(zhì)衰退現(xiàn)象，嚴重制約了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。選擇育種能夠培育出性能優(yōu)良的苗種，對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展具有重要的意義。對目標數(shù)量性狀遺傳參數(shù)的準確估計，在育種值估計、選擇指數(shù)制定、選擇反應(yīng)預(yù)測、選擇方法以及育種規(guī)劃決策等方面具有十分重要的意義。然而，大多數(shù)育種項目在對遺傳參數(shù)進行估計時只考慮了加性遺傳效應(yīng)，忽略了顯性遺傳效應(yīng)

2、和間接遺傳效應(yīng)(indirect genetic effect,IGE)等其他遺傳效應(yīng)。本論文以羅氏沼蝦(Macrobrachium rosenbergii)和凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)為研究對象，利用包含顯性和IGE效應(yīng)的育種分析模型，估計了選育群體中顯性遺傳效應(yīng)和IGE的方差（協(xié)方差）組分，定性定量地剖分出了潛在的可利用的遺傳變異。研究結(jié)果為進一步提高兩種蝦選育群體育種目標性狀的遺傳進展，加快遺傳改良的速

3、度提供一定的理論基礎(chǔ)。本論文的研究結(jié)果如下：
　　1.羅氏沼蝦高世代育種群體收獲體重加性和顯性遺傳效應(yīng)
　　本研究的分析數(shù)據(jù)為：羅氏沼蝦G7~G9代育種群體。共計包括全同胞家系343個(半同胞家系244個)，29523尾測試個體的收獲體重?；趩涡誀顒游锬Ｐ停闷骄畔⒓s束最大似然法(average information restricted maximum likelihood method,AIREML)估計了G7、

4、G8、G9和G8+G9四個數(shù)據(jù)集收獲體重的方差組分。分析時采用了兩種模型：
　　(1)加性遺傳效應(yīng)模型，包含加性遺傳效應(yīng)和共同環(huán)境效應(yīng)(A+C)。
　　(2)加顯性遺傳效應(yīng)模型，進一步包括顯性遺傳效應(yīng)(A+D+C)。結(jié)果表明,在A+C模型下，估計得到的4個數(shù)據(jù)集收獲體重的遺傳力范圍在0.046~0.082之間，為低遺傳力水平(h2≤0.15)。在A+D+C模型下，估計得到的收獲體重遺傳力范圍在0.063~0.096之間，顯性

5、方差組分比率范圍在0.027~0.571之間。模型中包括顯性遺傳效應(yīng)后，G8代數(shù)據(jù)集收獲體重遺傳力的估計值變大，其余3個數(shù)據(jù)集的估計值變小。羅氏沼蝦育種群體收獲體重遺傳力較低，表明需要引進性能優(yōu)良的野生或改良群體，增加育種群體的遺傳變異豐富度；4個數(shù)據(jù)集顯性遺傳方差比率值變化較大，表明需要新的算法并利用更多世代數(shù)據(jù)提高其估計值的準確性。
　　2.不同飼料投喂水平下凡納濱對蝦體重IGE和基因型與環(huán)境互作效應(yīng)
　　為了探究不同飼

6、料投喂水平下，個體間的社會交互（social interaction）對凡納濱對蝦收獲體重遺傳參數(shù)估計值的影響，本研究設(shè)置了足量投喂（AF）和限制性投喂（RF=AF組投喂量二分之一）兩個組別，標記并測試了80個家系共6720尾蝦的收獲體重，估計其直接遺傳效應(yīng)（direct genetic effect,DGE）和IGE的遺傳參數(shù)。每個家系分三份（14尾/份），隨機分配到80個網(wǎng)箱（70 cm×70 cm×100 cm）；每個網(wǎng)箱包含3個

7、不同的家系；每個家系共計與其他6個家系在3個網(wǎng)箱中共同測試超過70天。采用兩種動物模型（是否包括IGE），估計每個組別下收獲體重的遺傳參數(shù)，并進一步分析RF和AF間收獲體重DGE和IGE的基因型與環(huán)境互作（genotype by environment interaction,G×E）效應(yīng)。利用不包含IGE的估計模型，獲得的RF和AF組收獲體重的遺傳力估計值分別為0.25±0.11和0.11±0.091。似然比檢驗表明，IGE效應(yīng)需要包

8、括在估計模型中。利用包括IGE的估計模型，獲得的RF和AF組的IGE方差占總遺傳方差的比率分別為691.18％和66.78%。這表明，個體間的社會交互能夠產(chǎn)生大量可遺傳和利用的遺傳變異，對蝦個體間的競爭交互行為和規(guī)格整齊度存在較大的遺傳改良潛力。RF和AF組DGE與IGE的相關(guān)系數(shù)分別為-0.93±0.15和0.32±0.47，后者表現(xiàn)為高度負相關(guān)，個體間存在強競爭交互，這表明限制飼料投喂量加劇了個體間的競爭交互程度。RF和AF組間DG

9、E效應(yīng)的遺傳相關(guān)系數(shù)為0.94±0.07，表現(xiàn)為高度遺傳相關(guān)，K=0.06<0.5，G×E效應(yīng)不顯著；RF和AF組間IGE效應(yīng)的遺傳相關(guān)系數(shù)為0.67±0.20，表現(xiàn)為中度遺傳相關(guān)，K=0.70>0.5，G×E效應(yīng)顯著。
　　3.不同養(yǎng)殖密度下凡納濱對蝦體重IGE和基因型與環(huán)境互作效應(yīng)
　　為了探究不同養(yǎng)殖密度下，個體間的社會交互對凡納濱對蝦收獲體重遺傳參數(shù)估計值的影響，本研究設(shè)置了高密度（HD，280尾/平方米）和低密度（

10、LD，150尾/平方米）兩個組別，標記并測試了90個家系共6210尾蝦的體重，估計其DGE和IGE的遺傳參數(shù)。每個家系分三份（HD：15尾/份；LD：8尾/份），隨機分配到80個網(wǎng)箱（40 cm×40 cm×100 cm）；每個網(wǎng)箱包含三個不同的家系；每個家系共計與其他6個家系在3個網(wǎng)箱中共同測試57天。采用兩種不同的動物模型（是否包括 IGE），估計每個組別下收獲體重的遺傳參數(shù)，并進一步分析兩種組別間收獲體重DGE和IGE的基因型與環(huán)

11、境互作效應(yīng)。利用不包含IGE的估計模型，獲得的HD和 LD組收獲體重的遺傳力估計值分別為0.04±0.12和0.47±0.23。似然比檢驗表明，IGE效應(yīng)需要包括在估計模型中。利用包括IGE的估計模型，獲得的HD和LD組的IGE方差占總遺傳方差的比率分別為298.50%和1871.85%。這表明，個體間的社會交互能夠產(chǎn)生大量可遺傳和利用的遺傳變異，對蝦個體間的競爭交互行為和規(guī)格整齊度存在較大的遺傳改良潛力。HD和LD組DGE與IGE的相