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鲤(Cyprinus carpio L.)和鳙(Aristichthys nobilis)是我国重要的淡水养殖鱼类,由于良种缺乏、长期的人工繁殖以及种质资源欠缺规范的管理等原因,经济性状有所衰退。传统的选择育种效率较低,有必要加强对鲤、鳙等主养鱼类的遗传学和基因组学研究,加快遗传育种进程。本研究开发了部分鲤、鳙Ⅰ型遗传标记,分析其与生长性状的关联性,同时鉴定了一批鳙生长QTL,为鲤和鳙种质资源保护和分子标记辅助育种研究提供了新的分子遗传标记和候选基因资源。主要研究结果如下:
1.利用生物信息学方法从公共数据库中下载鲤12707条ESTs(Expressed Sequence Tags)序列,其中微卫星(simple sequence repeats,SSRs)占总数7.6%,聚类分析表明858条是单一EST,共设计引物213对。通过对已有的鲤单倍体图谱加密,74个EST-SSR标记得到定位。选取9个扩增良好的EST-SSR在鲤野生群体中进行多态性分析,观察杂合度(Ho)和多态信息含量(PIC)平均分别为0.704和0.733。在EST-SSR与黄河鲤生长性状的关联性分析中,筛选出5个与生长显著相关的位点。这些结果表明本文开发的新的鲤EST-SSR标记适合于群体分析、遗传图谱构建以及与目标性状的关联性分析等研究。
2.肌肉生长抑素(Myostatin,MSTN)基因是转化生长因子β超家族成员,对肌肉的发育和生长具有负调控作用。通过重测序获得该基因的外显子1和外显子3两个片段,其中发现外显子3的2个SNP位点(c.42A>G, c.72C>T)在1个鲤家系中与体重和肥满度有显著或极显著相关性;另外从不同鲤品系和群体中总共鉴定出MSTN的22个SNP位点,且多态性较高。这些结果表明,MSTN的突变可能影响鲤生长性状,可作为候选基因用于鲤分子标记辅助育种研究以及品系和群体的遗传特征分析。
3.生长激素基因(Growth hormone,GH)和生长抑素前体基因(preprosomatostatin,PPSS)是生长轴上两个重要的调控基因。本研究发现鳙GH5个SNP位点与2个鳙家系的体长、全长、体高、头长和体重等性状都有显著或极显著的相关性;通过RACE方法获得3个鳙PPSS全长,重测序发现PPSSⅠ和PPSSⅢ分别有1个(c.165C>T)和2个SNP位点(c.102+77T>C,c.147C>T),关联性分析显示,c.165C>T与一个鳙混合家系的5个生长性状都有极显著关联性;其它2个位点的组合二倍型在全长、头长和体重性状也有显著或极显著性差异。上述结果表明,GH和PPSS可作为候选基因用于鳙分子标记辅助育种研究。
4.利用1对长江野生雌雄鳙亲本繁殖的F1代三龄鱼作为QTL作图家系,从已有的第二代鳙遗传图谱每个连锁群中选取微卫星标记,构建了一个包含218个微卫星的鳙遗传图谱,分布于26个连锁群,总图距1355.9 cM,标记间平均图距6.2 cM,覆盖约78%鳙基因组。在此基础上进行了鳙5个生长性状的QTL定位研究,共发现12个生长QTLs,解释的表型变异在12%到30.2%之间。其中5个QTLs位于同一连锁群上(LG10),表明在该作图家系中,生长性状基因调控位点之间的关联性很高。这些QTL分析结果为鳙生长主效基因的鉴定提供了基础。