大黄鱼高密度连锁图谱构建及刺激隐核虫抗性和体型性状全基因组遗传解析

来源 :河南师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wxlcc1026
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大黄鱼(Larimichthys crocea)系鲈形目(Perciformes),石首鱼科(Sciaenidae),黄鱼属(Larimichthys)重要代表性鱼类,曾是我国东南沿海地区最重要的渔业捕捞对象之一,一度位列我国东海渔业资源的“旗舰物种”。然而,大黄鱼养殖产业的粗放式快速发展模式,积累了大量制约产业健康发展的瓶颈,如:野生大黄鱼资源日渐枯竭、种质资源匮乏、养殖种群遗传多样性衰减、种质退化;养殖密度过高、冰鲜杂鱼饲料投喂比例过大导致养殖水域水质恶化、病害频发等,这些因素极大制约了大黄鱼产业可持续发展。在诸多病害中,由刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)寄生引起的“白点病”是对福建地区大黄鱼养殖产业威胁最大的病害,每年均造成重大的经济损失。农以种为先,应对刺激隐核虫病害的巨大威胁,实现大黄鱼产业的健康发展,最终离不开种质创新和抗病新品种培育。此外,由于种质资源的退化,大黄鱼体型也发生了较大的变化。相比于野生群体修长的体型,养殖群体大黄鱼多呈现短粗型。体型对大黄鱼来说是一个重要的经济特征,因为消费者更喜欢购买体型修长的鱼。因此严重影响了养殖大黄鱼产业的经济效益。此外,研究这一性状的遗传基础可能有助于理解鱼类体型的进化。本研究依托丰富的大黄鱼基因组资源和遗传工具,通过精确抗虫表型记录、基础生长体型表型数据测量、数量性状位点定位、全基因组关联分析等手段,实现对大黄鱼刺激隐核虫抗性性状以及体型性状的基因组精确定位,进而获取抗虫性状紧密连锁的SNP位点和候选基因。本研究为大黄鱼抗病及体型性状的全基因组标记辅助选育提供了理论支持和工作基础。1大黄鱼高密度连锁图谱的构建及刺激隐核虫抗性性状QTL定位分析为了更好的了解寄生虫感染以及刺激隐核虫抗性的遗传基础,找到大黄鱼基因组中与之相关的SNP位点和候选基因是至关重要的。连锁图谱构建和数量性状位点(QTL)定位已经在基因组复杂性状定位中得到了广泛且成功的应用,并在重要经济物种的分子辅助育种中得到了应用。因此,我们利用基于ddRAD的高通量SNP基因分型数据对124尾受到刺激隐核虫感染的F1代个体和2尾大黄鱼亲本构建了高密度遗传连锁图谱。最终有5261个SNP被成功分成24个LGs,代表了大黄鱼的24条染色体。遗传图谱总长度为1885.67 cM,平均位点间距离为0.36 cM。QTL定位和全基因组关联分析结果一致发现,在4个LGs中有7个显著的QTL与刺激隐核虫抗性性状相关。从参考基因组中我们鉴定出包括ifnar1、ifngr2、ikbke、CD112等在内的多个抗病候选基因。最后,大黄鱼与青鳉、三刺鱼、欧洲花鲈、罗非鱼四种亲缘关系密切的物种的基因组比较分析显示,虽然存在染色体间的重排,但四种物种染色体的进化保守程度很高。特别是与三刺鱼相比,大黄鱼基因组结构更接近青鳉基因组,说明大黄鱼基因组可能保留了硬骨鱼祖先的基因组结构。我们的高密度遗传连锁图谱为大黄鱼精细定位、比较基因组分析和分子选择性育种提供了重要的工具和资源。2大黄鱼体型性状的全基因组遗传解析体型是大黄鱼重要经济性状之一。游动、进食、躲避捕食者等行为在鱼类体型的进化中都起着重要作用,然而人们对于这种遗传约束的基础还不是很清晰。同时,由于大黄鱼市场对体型修长个体的购买偏好性,体型也严重影响了养殖业的经济效益。因此,研究这一特征的遗传基础是至关重要的。本研究利用ddRAD的方法对288尾大黄鱼进行基因分型,质量控制后保留51928个SNPs。全基因组关联分析用以鉴定与头长/体长、体厚/体长、尾柄高/尾柄长、体脂率、体长/体高、体高/体厚等相关体型性状SNP位点和候选基因。最终GWAS分析在11个染色体上定位到27个与体型显著相关的SNP位点。通过对显著性SNP位点附近候选基因的挖掘,得到包括start5、apt2、igfbps、ac1等基因,它们涉及脂类代谢、能量代谢、骨骼等重要调控通路,提示这些基因在体型性状的调控方面有着至关重要的作用。我们的研究结果为体型进化的遗传基础提供见解,并为体型修长大黄鱼的分子标记辅助选择提供理论依据。
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