瓯江彩鲤配套选育系繁殖性状的配合力测定与杂交优势分析

以瓯江彩鲤(Cyprinus carpio var.color)5个配套选育系进行双列杂交产生的F1的数据为分析对象,利用统计学和数量遗传学方法对6个繁殖性状(雄鱼性腺指数、雌鱼性腺指数、绝对繁殖力、相对繁殖力、受精率和孵化率)进行了配合力测定和杂交优势分析。结果发现,不同组合间的繁殖性状存在较大差异,但以"麻花"作母本的交配组合的平均雌鱼性腺指数和孵化率最高,以"全红"作母本的交配组合的绝对繁殖力和相对繁殖力最高,以"粉花"作母本的交配组合的所有繁殖性状参数均较差;雌鱼性腺指数与绝对繁殖力、相对繁殖力之间均存在显著的表型相关(r=0.411～0.847,P=0.01～0.04),绝对繁殖力与相对繁殖力之间存在极显著的表型相关(r=0.847,P<0.01);雌鱼性腺指数、绝对繁殖力和相对繁殖力3个性状检测到显著的特殊配合力;通过遗传效应预测,10个杂交组合均存在特殊配合力与杂交优势预测值,其雄鱼性腺指数、雌鱼性腺指数、绝对繁殖力、相对繁殖力和孵化率的杂交优势与特殊配合力均呈极显著相关(r=0.959～0.985,P<0.01)。本研究结果为瓯江彩鲤配套系育种提供了参考数据。

“全红”瓯江彩鲤不同世代间的遗传结构及遗传分化初步分析

利用ISSR技术对"全红"瓯江彩鲤(Cyprinus car pio var. color)4个世代群体的遗传结构及其分化进行了分析。筛选的15个ISSR引物从4个世代群体中分别扩增到120、118、101和110条扩增谱带,全部扩增片段长度在200—2500bp之间。根据扩增结果,利用POPGENE version 1.31进行分析,结果表明:4个群体的多态位点比例(P)为51.49%—67.80%,Shannon信息指数(Ho)为0.2176—0.2745之间,并随着世代的增加,选育群体的遗传多样性呈现下降趋势。有70%的遗传变异来自于群体内;结合遗传分化指数Gst、UPGMA聚类分析,证实"全红"瓯江彩鲤4个世代间存在一定程度的遗传分化,即任意两个群体间的遗传分化达到较大的水平(Gst均为0.1588—0.2766)。

5种体色瓯江彩鲤线粒体COII基因的序列差异和遗传标记研究

利用PCR方法扩增获得瓯江彩鲤(Cyprinus carpio var.color)线粒体DNA的COII基因,测定该基因片段序列.分析了瓯江彩鲤"全红"、"粉玉"、"粉花"、"麻花"和"大花"共20只个体的序列核苷酸位点差异和遗传多态性.结果表明,"大花"和"全红"遗传多样性最为丰富,"粉花"的遗传多样性相对贫乏.在长度为604 bp的基因片段中,共检测到9个多态性核苷酸位点(占1.49%),20只个体具有4种基因型,5种体色各自的平均核苷酸位点差异分别为0.38%、0.2%、0、0.13%和0.47%.UPGMA分子系统聚类树显示,"粉花"、"麻花"和"粉玉"的遗传关系接近;"全红"相对独立成一支,与其他4种体色瓯江彩鲤的遗传关系较远.COII基因可以作为区分三分支群体的遗传标记.

瓯江彩鲤形态特征的两性异形和雌性个体生育力

研究了瓯江彩鲤(Cyprinus carpio var.color)体重和形态特征等19个参数的两性异形及雌性个体生育力。结果表明:除特定体长1龄雌性个体的体高和体重显著小于雄性个体外,其它17个性状不存在显著的雌雄两性异型。在2龄鱼中,雌性个体的头长、头宽、头高、眼后头长、眼间距、尾鳍长、体重和躯干重显著大于雄性个体,而体高却显著小于雄性个体,其它性状也不存在显著的雌雄两性异型;对这9个差异显著的形态特征变量进行主成分分析发现,第一和第二主成分共解释67.6%的变异,体高、体重和躯干重在第一主成分有较高的正负载系数(解释42.9%变异),头宽和眼间距在第二主成分有较高的正负载系数(解释24.7%变异)。以年龄、性别为固定效应的两因素方差分析(Two-way ANOVA)显示,1龄鱼第一主成分的分值显著小于2龄鱼,雌性第二主成分的分值显著大于雄性,其它主成分的年龄、性别间无显著差异,两因素交互作用对第一、第二主成分的分值亦无显著影响。雌性个体的生育力结果表明,瓯江彩鲤的怀卵数量与体长和体重回归关系显著。偏相关分析表明,雌性怀卵数量与体重呈显著的正相关(P<0.004),而与体长的相关不显著(P=0.502)。生育力选择是瓯江彩鲤个体大小和局部特征两性异形的主要原因之一。

瓯江彩鲤红、白两种体色遗传关系的初步研究

相对于鲤的普通体色（青灰色）来说，红和白体色均为隐性基因控制。为分析红与白体色之间的遗传关系，通过各自能稳定遗传的红和白体色类型的瓯江彩鲤进行杂交，对4个F1家系和8个F2家系的体色进行了统计与分析，结果发现：无论是正交还是反交F1个体全为红色，F2中红色与白色个体的分离比例为2．75～3．00：1，符合孟德尔遗传规律；红色由显性基因控制，白色由隐性基因控制。研究表明鱼类体色间的显隐性关系是相对的，会随配对体色的不同而表现出显性或隐性关系。

三种红鲤生长性状的杂种优势与遗传相关分析

对兴国红鲤、荷包红鲤、瓯江彩鲤及其双列杂交种(F1)在成鱼阶段的体重和10个形态性状的杂种优势和遗传相关分析发现:(1)兴国红鲤×荷包红鲤杂交,表现出显著的平均杂种优势和超亲优势;兴国红鲤×瓯江彩鲤杂交、荷包红鲤×瓯江彩鲤杂交的平均杂种优势不明显,也未表现出超越瓯江彩鲤亲本的超亲杂种优势;(2)体重与全长、体长之间加性相关显著(rA>0.9),但显性相关不显著;全长与体长、全长与尾柄长、体长与尾柄长的加性相关及显性相关均显著(rA>0.9;rD>0.9);全长、体长与体高、尾柄高间均呈显著负加性相关(rA<-0.9);体高与尾柄长呈显著负加性相关(rA=-0.896),体高与尾柄高呈显著正加性相关(rD=0.970)。

瓯江彩鲤体色调控相关因子MC1R的克隆与表达分析

黑素皮质素1受体(melanocortin 1 receptor,MC1R)是动物黑色素合成通路中的关键基因之一,对动物的体色和毛色有重要影响。瓯江彩鲤(Cyprinus carpio var.color)具有5种基本体色类型("全红"、"粉玉"、"大花"、"粉花"和"麻花"),其中后3种带有黑色斑点或斑块,是研究动物黑色素合成机制的良好材料之一。克隆了瓯江彩鲤的MC1R基因,并进行了"全红"、"大花"、"粉玉"、"粉花"4种体色间的表达差异分析。研究发现,瓯江彩鲤的MC1R基因的全长cDNA序列为1 914 bp,包括637 bp 5'-UTR(非转录区)、311 bp 3'-UTR及966 bp ORF(开放阅读框)。该基因由一个外显子编码(321个氨基酸),有7个跨膜结构域。瓯江彩鲤与鲫的编码区核苷酸同源性达98%,与斑马鱼达93%;不同体色间的编码区只存在一个核苷酸无义突变(C/G),因而氨基酸序列完全相同。qRT-PCR表明,MC1R基因在眼睛的表达量显著高于皮肤、肌肉、鳃、肾脏、鳔、心、肝等组织(P<0.05);但在4种体色间不存在显著的表达差异(P>0.05)。研究结果表明:瓯江彩鲤体色类型中的黑色斑块不是由MC1R基因直接决定,还有待对其它体色相关基因或调控因子的研究。

不同体色瓯江彩鲤生长动态的观察与分析

以瓯江彩鲤5个配套选育系完全双列杂交产生的25个组合的子一代为研究对象,利用数理统计方法对"全红"、"大花"、"麻花"、"粉玉"和"粉花"5种体色瓯江彩鲤的生长性状(体重、全长、体长、体高和体宽)进行了连续16个月的动态观察与分析。结果表明,5种体色瓯江彩鲤生长动态基本一致,呈现出"S"型生长特点,6-10月份生长极为迅速,其绝对生长率和特定生长率最高;"大花"和"粉花"两种体色瓯江彩鲤从一龄阶段起就表现出生长优势,其生长显著快于其他3种体色(P<0.05),"粉玉"体色生长速度最慢;5种体色瓯江彩鲤不同月份的体重变异系数均较大(C.V=8%～35%);各生长月份体重对试验末体重呈显著直线相关,其决定系数随生长而逐渐增大(r2=0.000 2～0.993 6,P<0.01);在二龄阶段的7月份前,各体色瓯江彩鲤在不同月份的肥满度为3.2～3.5,在7月份之后,肥满度系数逐渐增高到3.7左右,"全红"体色瓯江彩鲤的肥满度各月份均最高,而"粉花"和"粉玉"两种体色的肥满度各月份均较低。本研究结果为不同体色瓯江彩鲤进一步优化选育提供了理论依据。

分子群体遗传学方法处理鲤形态学数据的适用性

在鱼类形态学性状的数据处理分析中,主要利用数理统计分析软件进行形态学数据的聚类分析、主成分分析和判别分析,而随着现代分子生物学技术的发展,一系列分子群体遗传学数据分析方法和处理软件应运而生。为研究分子群体遗传学方法对鱼类形态学数据分析的适用性,实验以兴国红鲤、玻璃红鲤、荷包红鲤完全双列杂交产生的9个群体形态学数据为对象,比较了传统形态学方法与分子群体遗传学方法对鱼类形态学性状的分析效果。结果发现,两类方法的聚类分析结果一致;主成分分析的结果表明,传统形态学分析方法能反映个体间的形态差异,而分子群体遗传学方法则能更好地反映群体间的形态差异;判别分析结果显示,两类方法的综合判别率相当;利用STRUCTURE软件进行的遗传聚类分析结果也发现,两类方法所得的结果一致。研究表明,应用传统形态学方法与分子群体遗传学方法分析鲤形态学性状是一致的,分子群体遗传学方法处理鲤科鱼类形态学数据是可行的。

红鲤生长性状的上位性遗传效应分析

运用加性-显性-上位性遗传模型及其分析方法,研究了兴国红鲤(Cyprinus carpiovar.singuonensis)、荷包红鲤(C.carpiovar.wuyuanensis)和瓯江彩鲤(C.carpiovar.color)的双列杂交子二代F2的体质量和10个形态性状(全长、体长、体高、体宽、头长、吻长、眼径、眼间距、尾柄长和尾柄高)的上位性遗传效应。结果表明,除体高外,其余性状均存在不同程度的加性×加性上位性方差,其中体质量、全长、体长、头长、吻长和尾柄长的加性×加性上位性方差达显著水平(P<0.05);这10项性状的上位性方差占总遗传变异量的百分率为:体质量11.4%、全长22.6%、体长14.0%、体宽8.3%,头长24.2%、吻长17.5%、眼径12.9%、眼间距23.1%、尾柄长5.4%和尾柄高20.1%;通过3种红鲤亲本的遗传育种效应预测发现,瓯江彩鲤的加性和上位性效应能显著增加后代的体质量、全长和体长,而兴国红鲤和荷包红鲤的加性和上位性效应能显著降低后代的体质量、全长和体长。上位性遗传效应在鱼类数量性状的遗传育种中具有较重要作用。[中国水产科学,2006,13(4):573-578]

瓯江彩鲤酪氨酸酶基因的克隆与序列分析

瓯江彩鲤(Cyprinus carpio var.color)是分布在我国瓯江流域的一种鲤科鱼类,色彩艳丽,体形优美,深受人们喜爱。瓯江彩鲤有5种基本体色:"全红"、"大花"、"麻花"、"粉玉"和"粉花",是研究鱼类体色遗传的良好材料和理想模型。酪氨酸酶(tyrosinase)是影响黑色素合成的关键酶,其转录的提前终止会导致黑色素无法合成。采用RACE技术从瓯江彩鲤皮肤转录本中克隆5种体色酪氨酸酶基因全序列,并对序列进行分析。发现在瓯江彩鲤的5种体色中,酪氨酸酶基因cDNA序列长度存在差异:"全红"为2 100 bp,"麻花"为2 107 bp,"大花"为2 073 bp,"粉玉"为1 976 bp,"粉花"为2 111 bp;且每种体色都存在两种类型酪氨酸酶基因(TYR-1,TYR-2)的转录。这两种酪氨酸酶基因mRNA所翻译成的氨基酸序列仅在一二级结构上有所差异,而在结构域和三级结构上不存在差异。但酪氨酸酶基因的这些差异是否与瓯江彩鲤体色相关还有待后续的证明。研究亮点:在国内外首次克隆了鲤的酪氨酸酶基因,发现不同体色瓯江彩鲤均转录完整的酪氨酸酶基因,且每种体色都存在两种酪氨酸酶的mRNA转录。揭示了5种体色瓯江彩鲤酪氨酸酶基因的序列差异,对进一步研究该基因与体色的关系提供了依据。

兴国红鲤MHCⅡ类α基因多态性、表达及其与鱼体抗病力关系的分析

对41尾感病和22尾抗病兴国红鲤的308个有效克隆进行测序,获得171条不同的MHCⅡ类α基因编码序列,分属26个不同的等位基因,其中Cyca-DXA24—Cyca-DXA36为新发现的13个等位基因。MHCⅡ类α基因片段的长度为624 bp,包括第1—4个外显子,分别编码信号肽、α1和α2结构域及连接肽/跨膜区。α1结构域的变异明显大于α2结构域,表现在α1结构域中核苷酸和氨基酸变异位点比例(55.16%和79.76%)明显高于α2结构域的变异位点比例(45.96%和68.42%)。α1结构域的PBR区的非同义碱基替换率(dN)与同义碱基替换率(dS)的比值ω(ω=dN/dS)为5.742,远远高于非抗原结合位点(non-PBR)及α2结构域的0.755、0.592,揭示兴国红鲤MHCⅡ类α基因的α1结构域在进化过程中受到正向选择作用。等位基因Cyca-DXA24(P<0.01)与兴国红鲤对嗜水气单胞菌的抗性相关,等位基因Cyca-DXA3(P<0.05)、Cyca-DXA4(P<0.01)、Cyca-DXA6(P<0.05)、Cyca-DXA33(P<0.05)与兴国红鲤对嗜水气单胞菌的易感性相关。荧光定量PCR结果表明,MHCⅡ类α基因在健康兴国红鲤的肾、肝、鳃等10个组织均能普遍表达。人工感染嗜水气单胞菌后,肾、肝、脾3个组织中的MHCⅡ类α基因的表达量均发生了不同程度的变化,表明MHCⅡ类α分子在兴国红鲤的免疫反应中起到重要作用。

瓯江彩鲤酪氨酸酶(TYR)基因的选择压力分析

酪氨酸酶是生物体黑色素合成的关键限速酶,黑色斑纹是瓯江彩鲤（Cyprinus carpio var.color）体色的主要特点之一。以瓯江彩鲤的5种体色选育系F5为材料,探讨酪氨酸酶基因5个外显子及其在不同体色间的变异特性和承受选择压力的敏感性。结果发现：酪氨酸酶基因外显子1和外显子5的核苷酸变异率最高,选择性位点最多,易承受到选择压力;5个外显子的非同义替换率（d_N）与同义替换率（d_S）的比值（ω值）均小于1（0.10-0.67）,表明它们均受到净化选择压力;不同体色瓯江彩鲤的酪氨酸酶基因也均受到净化选择压力（ω=0.12～0.23）。应用PAML软件中的M2a和M8两种模型检测显示：无黑斑体色瓯江彩鲤所受正向选择压力位点数高于有黑斑体色,但不存在显著差异（P〉0.05）;酪氨酸酶基因中的部分氨基酸位点较易受正向选择压力。研究结果表明：瓯江彩鲤酪氨酸酶基因较保守,主要受净化选择作用,当前的人工选育未对酪氨酸酶基因造成显著的选择压力。

5种体色瓯江彩鲤的繁殖性能研究

为了解不同体色瓯江彩鲤(Cyprinus carpiovar.color)的繁殖性能差异,对5种体色类型(全红、大花、麻花、粉玉和粉花)瓯江彩鲤在2、3龄阶段的繁殖性能进行了研究。结果表明:3龄雌鱼的绝对繁殖力平均为34.55万粒,比2龄雌鱼的20.09万粒高71.98%;3龄雌鱼的体重相对繁殖力为216.76粒/g,比2龄雌鱼的187.26粒/g高15.75%,3龄雌鱼的繁殖性能极显著地高于2龄雌鱼(P<0.01);而5种不同体色瓯江彩鲤的性腺指数、绝对繁殖力和相对繁殖力均不存在显著差异(P>0.05);瓯江彩鲤的绝对繁殖力与体重呈直线关系:Y=0.0225X-2.5591(R=0.835 5,P<0.01);绝对繁殖力与体长呈幂函数关系:Y=0.0068X2.8002(R=0.728 5,P<0.01)。3龄雄鱼的性腺重极显著地高于2龄雄鱼(P<0.01),但2龄与3龄雄鱼间的性腺指数不存在显著差异(P>0.05),不同体色雄鱼间的平均性腺指数也不存在显著差异(P>0.05)。综合分析认为:瓯江彩鲤的最佳繁殖年龄,雌性以3～4龄为宜,雄性以2～3龄为宜。