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奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus),属鲈形目(Perciformes),丽鱼科(Cichlidae),口孵非鲫属(Oreochromis),原产于非洲西部、尼罗河下游和以色列等地,具有适应性强、耐盐耐低氧、抗病力强等特点,是世界性的养殖鱼类之一,也是我国的重要淡水养殖对象。罗非鱼在生长上具有明显的性别二态性,雄鱼比雌鱼生长快40%~50%。因此,全雄化养殖能够提高经济效益。目前生产全雄罗非鱼几乎都是通过激素处理获得,不符合绿色养殖理念,所以亟待开发其性别连锁的分子标记、寻找其性别决定基因,从而对奥利亚罗非鱼进行性控育种,以解决激素处理带来的食品安全问题。虽然目前已有奥利亚罗非鱼性别连锁标分子标记的报道,但都基于家系开发,不能很好的被广泛应用,因此鉴定具有普适性的遗传性别连锁分子标记对生产上广泛应用分子标记辅助选育全雄奥利亚罗非鱼具有重要意义。此外,罗非鱼属于快速辐射成种代表类群丽鱼科的重要物种,且性别决定方式复杂,不同种之间的性别决定方式都有所不同。既有雄性异配的XX/XY型,如尼罗罗非鱼;又有雌性异配的ZZ/ZW型,如奥利亚罗非鱼。因此,对奥利亚罗非鱼性别连锁分子标记和性别决定基因的研究还有助于解析鱼类的性别决定机制的演化和阐明丽鱼科适应快速辐射成种的分子机制。随着测序技术的发展和成本的降低,分子标记开发技术得到了迅猛地发展。利用第二代高通量测序技术定位性别决定区间、开发性别连锁分子标记,已成功应用于多个物种,这为奥利亚罗非鱼性别决定区间的定位和性别连锁分子标的记筛选奠定了基础。虽然奥利亚罗非鱼的性别决定区间已有报道,但都只基于家系群体的测序数据,且都以尼罗罗非鱼的基因组为参考而定位出来,导致定位出的区间范围大、准确度低。本研究基于5个不同群体的奥利亚罗非鱼的全基因组重测序数据,以实验室组装的高质量奥利亚罗非鱼雄鱼(ZZ)和超雌鱼(WW)基因组作为参考,通过全基因组关联分析(GWAS)确定了性别决定候选区间,开发了其性别特异的分子标记。主要研究结果如下:1.基于5个不同群体奥利亚罗非鱼的重测序数据定位其性别决定区间。通过Illumina测序平台对实验室家系的50尾雄鱼组成的混合池和5尾雌鱼,以及无锡淡水渔业研究中心和广东罗非鱼良种场的雌鱼各5尾进行全基因组重测序,共得到298.99 Gb的高质量数据。将这三个不同群体奥利亚罗非鱼的重测序数据,结合NCBI数据库中奥利亚罗非鱼雌、雄鱼混合池(分别由22尾雌鱼和22尾雄鱼组成)及1尾雌鱼和1尾雄鱼的重测序数据,以超雌鱼(WW)基因组为参考,通过GWAS分析挖掘出41个与性别连锁的SNP位点,确定了性别决定区间位于LG3染色体的71,859,554~78,987,068 bp区域,约7.13 Mb,极大缩小了Kocher团队前期基于混样重测序数据获得的性别决定区间(~50 Mb),且距离樊征基于SLAF测序数据定位出的区间相隔约3.85 Mb。2.通过PCR扩增和Sanger测序验证出与性别完全连锁的SNP位点。将通过GWAS分析获得的41个性别连锁SNP位点中随机挑选10个位点,从WW基因组中提取侧翼1000 bp序列,设计引物并对三个不同群体的奥利亚罗非鱼7个雄鱼混合池共35尾、3个超雌鱼混合池共15尾以及15尾雌鱼个体进行PCR扩增和Sanger测序验证。最终从10个位点中鉴定出有5个与重测序结果一致、与性别完全连锁的位点,证实了该区间为性别决定区间的可靠性。3.奥利亚罗非鱼性别连锁分子标记的筛选。基于实验室前期组装的奥利亚罗非鱼雄鱼(ZZ)和超雌鱼(WW)高质量基因组序列,在重测序数据获得的7.13 Mb性别决定区间内比较ZZ和WW基因组的序列差异,在差异处设计引物进行PCR扩增验证。从200对引物中筛选出4个与性别完全连锁的分子标记,分别命名为Marker-1,2,3和4。其中Marker-1、Marker-2和Marker-3为W染色体特异标记;Marker-4为Z染色体特异标记。将这4个分子标记分别在实验室家系196个个体、无锡淡水渔业研究中心78个个体和广东罗非鱼良种场的18个个体进行遗传性别鉴定。发现Marker-1,2和3能够准确鉴定三个群体所有个体的遗传性别,但无法区分雌鱼(ZW)和超雌鱼(WW);Marker-4能够在雄鱼(ZZ)和雌鱼(ZW)中扩增出Z染色体特异条带。将Marker-1,2,3其中任意一个与Marker-4结合,就能够准确的区分ZZ、ZW、WW三种基因型。这4个分子标记鉴定的三个群体奥利亚罗非鱼的遗传性别与表型性别100%吻合,进一步证实了奥利亚罗非鱼的性染色体为LG3以及该性别决定区间的可靠性,为其性控育种和性别决定基因的分离奠定了基础。综上所述,本研究通过全基因组重测序初步定位了奥利亚罗非鱼性别决区间,开发出了4个具有普适性的性别连锁分子标记,为奥利亚罗非鱼性控育种、克隆性别决定基因并探索其可能的分子机制和阐明丽鱼科鱼类的快速适应辐射成种奠定了基础。