卵生型鱼类卵子发育潜能评估研究进展

鱼类卵子发育潜能(即卵子质量)是繁育工作所用卵子好坏的直接体现。雌性亲鱼性成熟过程中,卵巢内卵母细胞营养物质的积累及其正常减数分裂过程极易受外界环境影响,进而使亲鱼所产卵子可发育能力往往有较大波动,故提前预测亲鱼所产卵子的发育潜能,将对苗种繁育的风险防范及育苗产业健康发展带来积极影响。文章叙述了卵子及其成分特征,从卵子外形、卵质脂肪酸、氨基酸、蛋白、酶活等生化组成以及母源性RNA等角度对卵子质量研究现状做了概括,并对各自研究中存在的问题进行探讨。综上所述,从形态、脂肪酸、遗传物质等综合方面对卵质进行分析并建立其多元回归模型,将有助于找出影响卵质因素的关键信息;同时将卵质研究与家系构建相结合,后续跟踪、统计仔稚鱼至商品鱼这一生长阶段的生长参数,进行遗传评估,并最终确立具有最大经济效益的卵子参数,才是目前经济鱼类卵质标准研究需加强的方向。该研究将为今后卵生型鱼类卵子发育潜能预测方法研究提供科学依据,同时为鱼类繁育工作风险预判提供具实践性的方法资料。

三圆管型人工鱼礁布设间距的数值模拟及物理稳定性研究

本文采用RNG K-ε湍流模型和SIMPLEC数值模拟方法,分析了不同雷诺数条件下,布设间距和摆放方式对三圆管型人工鱼礁流场效应的影响。研究显示：采用FLUENT软件模拟,雷诺数能较好地反应人工鱼礁上升流和背涡流的分布情况,上升流的规模和强度随雷诺数的增大而增加,背涡流随雷诺数变化的趋势不明显。三圆管型人工鱼礁横向组合方式下,2个单位礁布设间距等于礁体尺寸时,获得的上升流和背涡流的规模和强度最大;纵向组合方式下,2个单位礁布设间距为礁体尺寸的1.5~2.0倍时,获得的上升流和背涡流的规模和强度最大。在不同实验流速和波况下三圆管型人工鱼礁的抗滑移系数、抗翻滚系数均大于1。研究结果表明,数值模拟能够较好地反应布设间距对礁体周围流场效应的影响,可为人工鱼礁的实际投放提供理论参考。

大菱鲆(Scophthalmus maximus)抗鳗弧菌(Vibrio anguillarum)性状的微卫星分子标记研究

采用微卫星分子标记技术分析验证了133对微卫星分子标记,以期为大菱鲆(Scophthalmus maximus)育种提供合适的抗鳗弧菌分子标记。实验鱼经鳗弧菌(Vibrio anguillarum)感染,分为非抗病组与抗病组。对两组鱼PCR扩增出的差异条带进行个体统计,再进行微卫星位点与抗鳗弧菌的相关性分析,并分析对比了两组鱼的遗传多样性。结果表明,微卫星位点Sma-USC108、Sma-USC141的等位基因片段分别在215bp和200bp与抗鳗弧菌性状的正相关性极显著,相关系数分别达到0.363和0.407(P<0.01);微卫星位点FF0911、Sma-USC62、Sma-USC279的等位基因片段分别在189bp、163bp和236bp与抗鳗弧菌性状的负相关性极显著,相关系数分别达到–0.377、–0.364和–0.363(P<0.01)。经过二次验证,最终确定Sma-USC141和FF0911两个微卫星位点可指导大菱鲆抗鳗弧菌的辅助育种。两组大菱鲆的群体遗传多样性分析对比表明:抗病群体与非抗病群体的遗传变异水平较低,两个群体的遗传多样性水平相当。

大菱鲆(Scophthalmus maximus)种业发展及相关前沿技术应用

大菱鲆(Scophthalmus maximus)是原产于欧洲的重要的特有名贵鱼类之一,于1992年被引入中国。由于大菱鲆大规模人工繁育技术的突破,使其成为中国沿海重要的经济鱼类。然而,在繁育过程中,由于缺乏有效的亲鱼管理,导致出现亲鱼近交,结果造成严重的种质衰退。因此,为了维持大菱鲆产业健康、稳定、持续的发展,自大菱鲆规模化养殖以来又开展了大菱鲆的遗传改良工作。本文从繁育和选育两个方面回顾了近年来国内外大菱鲆种业的发展历程及现状,总结了大菱鲆种业发展的前沿技术及应用,并对大菱鲆种业发展所需的技术研发趋势进行了展望。

应用高分辨率熔解曲线(HRM)开发大菱鲆(Scophthalmus maximus)SNP标记的研究

利用Vector NTI Advance 11软件分析了NCBI数据库中大菱鲆的12428条EST序列,筛出候选SNP位点;应用高分辨率熔解曲线(HRM)对大菱鲆不同性状群体进行基因分型。结果表明,522个重叠群中共筛出160多个候选SNP位点;设计56对引物用于实验,能扩增出目的片段的引物有37条,合45个位点,成功率为66.1%;设计探针,能与候选SNP位点杂交的探针有13条,杂交率为28.9%。本实验中能成功进行基因分型的位点共有8个,占杂交位点的61.5%,其中有6个为碱基替换型位点,即G-A和C-T各占3个,2个为碱基颠换型位点,即T-G和A-T各占1个。

大菱鲆选育家系雌、雄群体的生长发育差异

采用全长／体长、体高／体长、全长／体高和体质量为评价指标，分别对9～33月龄大菱鲆雌、雄群体在生长发育过程中体型的动态变化及生长性能差异进行了比较。大菱鲆雌、雄群体形态比较结果显示，雌、雄群体的全长／体长、体高／体长、全长／体高在不同发育阶段呈现特有的变化，但在雌、雄群体间，除33月龄的体高／体长和全长／体高差异达到显著水平外，3项指标在不同阶段没有差异或差异不显著，即可以认为，对于统计初始体质量相同或相近的大菱鲆雌、雄群体，全长／体长、体高／体长和全长／体高3个形态比例指标是随发育时间序列同步变化。基于Logistic模型对大菱鲆雌、雄群体生长性能的比较结果显示，雌性群体的拐点月龄、拐点体质量和最大月增重均大于雄性群体；对于雌性和雄性群体的瞬时增长率，除在9～13月龄雌性群体稍低于雄性群体外，13～33月龄的雌性群体均高于雄性群体，且随着生长发育和体质量差异的增大，雌、雄瞬时增长率的差异也呈增大趋势；雄性群体进入快速生长期的始速点和进入缓慢生长期的终速点均比雌性群体提前，雄性群体的快速生长期时间区间长度小于雌性群体，其对应的体质量区间长度也小于雌性群体，雌性群体在快速生长期的月增重显著高于雄性群体。研究表明，大菱鲆雌、雄群体在生长发育过程中存在着显著的生长差异，而形态差异不显著。

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)选育家系构建与早期标准化培育

采用巢式设计方法和人工受精技术,对红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)选育家系的构建与标准化培育技术进行研究。按照1雄配2雌的原则,选取养殖、野生和日本3个群体的红鳍东方鲀进行定向交配,并对红鳍东方鲀早期阶段苗种进行了环境标准化和一、二、三、四级数量标准化培育。结果表明,红鳍东方鲀亲鱼产卵量大,对构建父系半同胞家系十分有利;从4次数量标准化看,每次各家系内鱼苗数量都较为集中,各阶段各家系的成活率也较高,但存在部分家系间数量差异显著;经过4次数量标准化,成功构建22个父系半同胞家系,48个母系全同胞家系。对早期阶段家系构建和培育存在的问题,进行了探讨并提出拟解决方法,为大规模建立红鳍东方鲀家系提供参照。

暗纹东方鲀生长性状相关微卫星标记筛选

为了筛选与暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)生长相关的分子标记,作者采用SSR结合BSA技术对同龄孵化群体的同池养殖暗纹东方鲀生长差异性状标记进行筛选。利用85对微卫星引物对暗纹东方鲀生长快、慢各30尾个体构建的两个基因池进行分析,共筛选到14个差异位点。然后分析这14个差异微卫星位点在这60个暗纹东方鲀个体中的基因型差异,结果表明:位点TOP03、TOG01、fms15、fms75与生长性状呈现极显著负相关关系(P<0.01),fms89与生长性状呈现极显著正相关关系(P<0.01)。用另外30个个体(生长快慢各15个)进行验证实验后,结果只有位点fms15、fms75与生长性状显著相关,相关系数分别为–0.411和–0.384。这两个微卫星位点对于暗纹东方鲀生长性状有显著效应,为开展暗纹东方鲀的分子标记辅助育种提供了有价值的参考标记。

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)性别差异微卫星标记的筛选

采用以BSA为基础的微卫星标记技术对红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)雌、雄群体进行性别差异标记筛选的研究。用雌、雄各30个个体构建雌、雄基因池,利用66对微卫星引物扫描雌、雄基因池。在雌、雄基因池中扩增出差异条带的引物有8对。用两个各包括30个雌、雄个体的群体对这8对引物进行两轮个体验证。结果表明,引物f383在两个雌、雄群体中扩增出的差异条带与性别都呈极显著相关性(r分别为0.710和0.673)(P<0.01),f383是与红鳍东方鲀雄性呈正相关的微卫星标记。红鳍东方鲀性别差异微卫星标记的获得,为其性别相关基因的克隆和性别决定机制的研究提供理论基础。

大菱鲆(Scophthalmus maximus)快速生长品系和高成活率选育品系的配合力分析

利用人工授精技术,通过不完全双列杂交交配设计,以大菱鲆2个配套选育系进行双列杂交产生的数据为分析对象,利用统计学和数量遗传学方法对体质量和存活性状进行了一般配合力和特殊配合力测定以及杂交优势分析。结果表明,综合分析50个杂交组合在不同月龄的特殊配合力和亲本的一般配合力以及杂种优势率发现,FG1♀×HS1♂组合为最佳杂交组合。在6月龄、9月龄、12月龄和15月龄,FG1♀×HS1♂组合的体重分别为49.4010g、162.8510g、311.0716g和619.8467g,比相应发育阶段的普通商品苗种依次提高了31.36%、44.46%、50.55%和69.06%;在3—6、6—9、9—12和12—15月龄,FG1♀×HS1♂组合的成活率分别为96.4%、98.9%、99.2%和99.0%,比相应发育阶段的普通商品苗种分别提高了37.62%、27.55%、11.45%和6.35%,显示出良好的生长性能。最佳系间杂交组合FG1♀×HS1♂的确定,为选育出优质、高产的大菱鲆新品种提供了理论依据。

大菱鲆微卫星标记在亲本后代中的分离分析

为对大菱鲆（Scophthalmus maximus）的养殖群体进行微卫星分析研究,作者用70个微卫星位点在大菱鲆亲本后代中的基因型分离方式进行检测与分析。结果显示,70个位点共产生了12种分离方式（♀×♂）。70个微卫星位点中45个位点符合孟德尔遗传定律（P≥0.05）,有25个位点偏离了孟德尔遗传定律（P〈0.05）。平均等位基因数目为2.2,平均有效等位基因数为1.885。平均期望杂合度和观测杂合度分别为0.55和0.537。多态信息含量为0.182~0.699,平均值为0.361。研究证明这些标记大部分可以用于大菱鲆进一步的图谱构建,QTL定位和分子标记辅助育种研究。同时对群体的分析表明,该大菱鲆养殖群体遗传多样性水平较高,可用于进一步的良种繁育。

基于C-R模型比较大菱鲆快速生长品系和普通养殖群体的生长特征

大规模家系选育技术也称为现代育种技术,具有选择效率高、可抑制遗传衰退等优点,是进行分子辅助育种技术的基础。基于此,采用这项技术开展了大菱鲆快速生长性状遗传改良研究。为了系统评估大菱鲆快速生长选育的育种成效,运用C-R模型分别对选育出的大菱鲆快速生长品系和普通养殖群体的非线性生长曲线进行了拟合和比较分析,深入揭示选育出的大菱鲆快速生长品系和普通养殖群体的生长差异。研究结果显示,快速生长品系和普通养殖群体C-R模型的拟合度、拐点月龄、拐点体质量、最大月增体质量分别为0.999和0.997、15.228和16.858月龄、716.712和619.862 g、111.711和78.061 g;快速生长品系的瞬时生长率、瞬时生长加速率、相对生长率分别在4.5~25月龄、3~13.8月龄、3~15月龄,高于普通养殖群体,在其他相应阶段,快速生长品系的瞬时生长率和瞬时生长加速率低于普通养殖群体,而相对生长率无显著差异;快速生长品系的始速点、拐点和终速点均比普通养殖群体提前,并且快速生长期时间区间长度(12.35月龄)小于普通养殖群体(15.28月龄),其对应的体质量区间长度(1 187.680 g)大于普通养殖群体(1 027.120 g),即基于家系选育技术获得的大菱鲆快速生长品系在较短的快速生长时间区间范围内,获得了更大的净增体质量,取得了更大的遗传进展。

环境光色对白条双锯鱼(Amphiprion frenatus)幼鱼生长和体色的影响

本试验研究了循环水养殖条件下白条双锯鱼(Amphiprion frenatus)幼鱼在不同光照环境中的生长状况和体色变化特点。设置白色、红色、黄色、蓝色、绿色五个光照试验组,每组三个重复,试验周期120d。结果表明,各试验组幼鱼存活率和特定生长率均无显著性差异(P>0.05),增重率在红光组和绿光组间差异显著(P<0.05)。试验鱼红光组红色皮肤胡萝卜素含量显著高于蓝光、黄光和绿光组(P<0.05);白光组红皮中胡萝卜素含量显著高于蓝光组(P<0.05);在眼、肝、肌肉和白色皮肤组织中胡萝卜素含量在各试验组间无显著性差异(P>0.05)。白光组肝组织中酪氨酸酶活性活性显著高于红光组(P<0.05);在眼、皮肤、肌肉组织中各试验组酪氨酸酶活性无显著性差异(P>0.05)。研究表明,在循环水养殖条件下,白条双锯鱼在红光环境下体表类胡萝卜素含量增加,而酪氨酸酶活性减弱,有提高鱼体色泽鲜艳度的作用,此研究结果可为人工养殖海水观赏鱼的体色改善提供理论依据。

养殖密度对循环水系统中大菱鲆生长和蛋白质代谢的影响

在工厂化循环水养殖系统中,将初始体质量为186 g±2.0 g的大菱鲆(Scophthalmus maximus)放养于低(9.4 kg/m^2±0.2 kg/m^2)、中(13.6 kg/m^2±0.8 kg/m^2)、高(19.1 kg/m^2±1.3 kg/m^2)3个养殖密度,以研究不同养殖密度对大菱鲆生长、消化酶和蛋白质代谢的影响。养殖120 d后,低、中、高试验组养殖密度分别增长至26.1 kg/m^2±1.2 kg/m^2、38.2 kg/m^2±2.5 kg/m^2、52.3 kg/m^2±3.6 kg/m^2。结果表明:低密度组和中密度组中大菱鲆增质量率、特定生长率、肥满度和蛋白质效率均显著(P<0.05)高于高密度组;而饲料系数显著低于高密度组(P<0.05)。低密度组和中密度组大菱鲆总蛋白酶和淀粉酶活力显著低于高密度组(P<0.05);但脂肪酶活力在3个密度组之间无显著性差异。与低密度组相比,高密度组显著提高了谷氨酸脱氢酶活力,同时降低了谷草转氨酶和亮氨酸氨肽酶活力(P<0.05),而对谷丙转氨酶活力无任何影响。综上所述,在工厂化循环水系统中,增加养殖密度能提高养殖的产量,但过高的养殖密度会对大菱鲆生长、消化酶活力以及蛋白质代谢产生不利的影响。

大菱鲆家系选育二代7种免疫因子的分析

为选育高成活率的大菱鲆(Scophthalmus maximus)抗鳗弧菌(Vibrio anguillarum)群体,对30个大菱鲆选育二代家系(F2)和1个普通养殖群体进行鳗弧菌攻毒实验(周期为14 d),统计分析死亡率。选取死亡率不同的6个选育家系和普通养殖群体构成7个实验组,采用半定量-聚合酶链反应(semi-quantitative polymerase Chain reaction,RT-PCR)技术对它们肝脏、脾脏、头肾的相关免疫因子——溶菌酶(Lysozyme)、抗菌肽(Hepcidin)、热激蛋白70(HSP70)、热激蛋白90(HSP90)、免疫球蛋白(Ig M)、C-型凝集素(C-type lectin)、Lily-型凝集素(Lily-type lectin)的表达量开展研究,并应用SPSS 16.0软件对攻毒前后各免疫因子的表达量与攻毒后存活率之间的相关性进行分析。研究结果表明:攻毒前后选育家系幼鱼肝脏、脾脏、头肾中7个免疫因子的表达量普遍高于普通养殖幼鱼,且在7个实验组中,攻毒后的表达量相较攻毒前均呈现下降趋势;攻毒前,肝脏中lysozyme、Ig M的表达量与存活率为极显著性正相关(P<0.01),HSP70、HSP90、C-type lectin、Lily-type lectin的表达量与存活率为显著性正相关(P<0.05);脾脏中,Hepcidin、HSP70和HSP90的表达量与存活率为极显著性正相关(P<0.01);头肾中,HSP70的表达量与存活率为显著正相关(P<0.05)。综上,可以推断选育家系相对于普通养殖群体大菱鲆抗鳗弧菌性能更强,且7种免疫因子在鳗弧菌感染鱼体的过程中发挥重要的抗感染作用;从F2中获得一个抗鳗弧菌性能较强的家系(23号),可用于今后大菱鲆抗鳗弧菌品系的选育指导工作,为大菱鲆高成活率群体的选育提供参考资料和理论依据。