中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)简称河蟹、大闸蟹,是我国最重要的养殖经济蟹类。色泽是评价中华绒螯蟹营养品质的一个重要指标,色泽主要与类胡萝卜的种类、含量和存在形式有关。本文首先评估中华绒螯蟹色泽和类胡萝卜素的遗传力以及色泽和类胡萝卜素的相关性,进一步比较不同色泽中华绒螯蟹亲本营养品质、繁殖性能和子一代养殖性能的差异,最后探讨了虾青素结合蛋白(虾青蛋白)对中华绒螯蟹色泽调控的影响,以期为中华绒螯蟹以色泽和类胡萝卜素为目标性状的营养品质育种提供理论基础和实践依据。主要包括下列内容:(1)中华绒螯蟹色泽与类胡萝卜素遗传参数评估首先,评估了中华绒螯蟹蟹壳、肝胰腺和卵巢的色泽参数亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)和色差值(dE*)的遗传力、遗传相关和表型相关。利用10个多态性微卫星标记鉴定了25个全同胞家系的678只蟹。结果表明蟹壳、肝胰腺和卵巢色泽遗传力很低,蟹壳的色泽L*、a*、b*和dE*遗传力分别为0.05±0.04、0.00±0.03、0.00±0.01和0.04±0.03,肝胰腺分别为0.00±0.00、0.00±0.00、0.00±0.02和0.00±0.03,卵巢分别为0.00±0.02、0.09±0.06、0.00±0.04和0.00±0.03。在遗传相关和表型相关中,蟹壳中最强的遗传和表型相关性是dE*和a*,肝胰腺L*和b*之间遗传和表型相关性最强,卵巢中最强的正遗传和表型相关性是dE*和b*。其次,分析了蟹壳、肝胰腺和卵巢色泽之间的相关性,以及各组织色泽与类胡萝卜素的相关性。结果表明雌蟹蟹壳的a*显著高于雄蟹,雌蟹蟹壳或者肝胰腺的虾青素含量显著高于雄蟹。雌蟹肝胰腺a*与蟹壳的L*、a*、b*和dE*的无显著相关性,而雄蟹肝胰腺a*与蟹壳b*和dE*呈显著负相关。卵巢a*值与肝胰腺a*值和蟹壳a*值呈显著负相关。无论雌蟹还是雄蟹,蟹壳a*与蟹壳中总类胡萝卜素和虾青素呈显著相关,肝胰腺a*与肝胰腺中虾青素呈显著相关,肝胰腺b*与肝胰腺中β-胡萝卜素呈显著相关。卵巢a*值与卵巢中总类胡萝卜、虾青素和角黄素呈显著正相关,卵巢b*与β-胡萝卜素呈显著相关性。最后,进一步评估了中华绒螯蟹雌体蟹壳、肝胰腺和卵巢中类胡萝卜素遗传力、遗传相关和表型相关。结果表明蟹壳中总类胡萝卜素、虾青素和玉米黄素的遗传力分别为0.07±0.06、0.08±0.07、0.04±0.06,肝胰腺中的总类胡萝卜素、虾青素和β-胡萝卜素的遗传力分别为0.08±0.12、0.06±0.09、0.06±0.20,卵巢中的总类胡萝卜素、虾青素、叶黄素、玉米黄素、角黄素和β-胡萝卜素的遗传力分别为0.14±0.08、0.11±0.07、0.10±0.07、0.09±0.07、0.01±0.04、0.10±0.07。表型和遗传相关中,蟹壳中最强相关是总类胡萝卜素与虾青素为,肝胰腺最强相关是总类胡萝卜素与β-胡萝卜素,卵巢最强相关是总类胡萝卜素与虾青素。总之,中华绒螯蟹色泽和类胡萝卜素的遗传力很低,色泽a*与虾青素呈显著相关。(2)不同壳色中华绒螯蟹亲本类胡萝卜素、生殖性能和子一代养殖性能的比较首先,比较了长江野生紫壳和绿壳蟹亲本色泽、类胡萝卜素和脂肪酸。结果表明无论雌蟹还是雄蟹,紫壳蟹的壳、肝胰腺和卵巢的红度a*值均显著高于绿壳蟹。除了雌蟹的肝胰腺,紫壳蟹在壳、肝胰腺和卵巢中的总虾青素和酯化虾青素含量显著高于绿壳。紫壳蟹在所有组织中的酯化虾青素/总虾青素的比例均高于绿壳,但是两者没有显著性差异。就肝胰腺而言,无论雌体还是雄体,紫壳肝胰腺中的总类胡萝卜素和β-胡萝卜素显著高于绿壳个体。就卵巢而言,紫壳蟹卵巢中的总类胡萝卜素和叶黄素含量均显著高于绿壳蟹。紫壳雌蟹的C20:5n3(EPA)含量和n-3/n-6PUFA显著高于绿壳雌蟹,然而在雄蟹组织中紫壳蟹的C20:4n6(ARA)含量显著高于绿壳蟹。其次,比较了紫壳和绿壳中华绒螯蟹亲本的生殖性能、胚胎质量、胚胎色泽、类胡萝卜素、常规生化和脂肪酸组成。结果表明紫壳蟹的存活率明显比绿壳高,紫壳的抱卵率、生殖力和生殖指数略高于绿壳亲本,但是两组无显著差异。紫壳和绿壳中华绒螯蟹亲本的胚胎单卵湿重、单卵干重和卵径均无显著性差异。紫壳胚胎中叶黄素含量显著低于绿壳胚胎,两组的总类胡萝卜素、虾青素、玉米黄素、角黄素和β-胡萝卜素均无显著性差异。紫壳和绿壳亲本所产胚胎的水分、粗蛋白和粗脂肪含量均无显著性差异,但其脂肪酸组成差异显著,紫壳组胚胎的C20:4n6和C22:5n3显著高于绿壳组,然而紫壳的∑SFA和∑MUFA显著低于绿壳组胚胎。最后,比较了紫壳和绿壳子一代在扣蟹阶段的成活率、增重率、特定增长率、规格和色泽。紫壳亲本生壳的红度a*值显著高于绿壳亲本,但是子一代紫壳群体和绿壳群体扣蟹蟹壳色泽无显著性差异。在仔蟹阶段紫壳群体的平均体重、增重倍数、增重率和特定增重率都显著高于绿壳群体,然而两组的成活率无显著性差异。在9月份和10月份,无论雌蟹还是雄蟹,紫壳群体的平均体重显著高于绿壳群体。在6-7月份和7-8月份,紫壳群体和绿壳群体的增重率和特定增重率无显著性差异,在8-9月份紫壳群体的增重率和特定增重率显著高于绿壳群体。紫壳群体雌蟹的成活率显著低于绿壳群体,但是总体来说紫壳和绿壳两组的正常扣蟹的产量无显著性差异。就正常扣蟹体重而言,紫壳群体的雌蟹的平均体重显著高于绿壳群体。紫壳群体雌蟹在8-11.99 g和6-7.99 g之间的规格比例显著高于绿壳群体,而雄蟹在≥12 g和8-11.99 g之间的规格比例显著高于绿壳群体,紫壳群体雌蟹和雄蟹在<4 g规格的比例显著低于绿壳群体。总之,紫壳蟹亲本比绿壳蟹亲本具有更红的色泽和更高的营养品质,两组亲本生殖性能和胚胎质量基本无显著性差异,紫壳蟹和绿壳蟹子一代扣蟹色泽无明显差异。(3)中华绒螯蟹虾青蛋白基因克隆和表达分析本研究克隆了中华绒螯蟹虾青蛋白三个亚型CRCN-C1、CRCN-C2和CRCNA1的ORF全长,分别为591 bp、579 bp和594 bp。序列比对发现CRCN-C1、CRCN-C2和CRCN-A1三个基因都具有脂蛋白(lipocalin)家族中典型的保守区SCR-1、SCR-2、SCR-3。三个基因在不同组织的mRNA表达水平表明CRCN-C1主要在肌肉、肝胰腺和卵巢中表达,CRCN-C2主要在肝胰腺中表达量,CRCN-A1在肠道和内膜中表达相对较高。在卵巢发育的I-V期的肝胰腺中,CRCN-C1在第IV期表达水平达到最高水平,而CRCN-C2各个时期表达无显著差异且在III达到最低水平,CRCN-A1在I期的表达水平达到最高且显著高于II、III、IV时期。在卵巢发育的I-V期的卵巢中,CRCN-C1表达水平在各个时期之间无显著性差异,CRCNC2表达水平在III达到最高水平,CRCN-A1表达水平在III期最低。(4)长江水系野生和养殖中华绒螯蟹生殖性能和遗传多样性评估测定和比较了野生和养殖中华绒螯蟹亲本的生殖性能、胚胎质量、胚胎色泽、常规生化和脂肪酸组成。野生中华绒螯蟹亲本的生殖力、生殖指数和抱卵量略高于养殖亲本的,但两组无显著性差异,野生和养殖中华绒螯蟹亲本的胚胎单卵湿重、单卵干重和卵径无显著性差异;养殖组冻干胚胎的红度(a*)、黄度(b*)值和总类胡萝卜素含量显著高于野生组亲本,然而两组胚胎的亮度(L*)和色差值(dE*)无显著性差异;两组亲本所产胚胎的水分、粗蛋白和粗脂肪含量均无显著性差异,但其脂肪酸组成差异显著,野生组胚胎的C18:1n9、C18:1n7、C20:4n6、C22:5n3和C22:6n3显著高于养殖组,但其C18:2n6和C18:3n3含量显著低于养殖组。利用30个高度多态性的微卫星评估了中华绒螯蟹早熟和晚熟品系基础群体(G0)和选育第三代(G3)的遗传多样性。结果表明早熟和晚熟品系G0和G3的平均等位基因数(N)分别为18.367、16.533和18.500、16.533。两个品系选育世代的平均等位基因丰富度(Rs)出现了轻微的下降。早熟和晚熟品系G0和G3的平均观测杂合度(Ho)分别为0.655、0.705和0.665、0.702。早熟和晚熟品系的期望杂合度(He)保持相对稳定,范围为0.830到0.854。早熟和晚熟品系G0和G3的有效等位基因数(Ne)分别为492.2、193.2和1268.5、97.2。总之,虽然中华绒螯蟹群体选育后的Ne有所下降,但是群体遗传多样性并没有发生显著的变化。