海湾扇贝近交生物学效应和遗传改良研究

【摘要】：海湾扇贝自 1982 年引入我国以来,已成为我国北方海区重要的养殖贝类。其作为雌 雄同体型生物,在自然情况下,既能自体受精,也能异体受精。一方面自交可增加纯合基 因型的出现频率,从而增加隐性有害基因表现的机会,导致近交衰退;另一方面自交也可 以作为品种纯化的有效手段,而在动植物育种中有着广泛的应用。 本研究主要从这两方面入手,通过比较不同有效繁殖群体数对子代的影响,研究了作 为雌雄同体型动物的海湾扇贝的近交生物学效应。同时,也利用其可自交的特点,选择优 良个体进行连续自交培育了 F1、F2、F3代自交系;比较了自交系间的生长、存活等数量性 状,并估计了配合力等参数。另外,通过不同遗传背景的养殖群体间的混交,建立了海湾 扇贝的育种基础群体,并对其进行选择实验,估计了现实遗传力。还进行了海湾扇贝加拿 大群体和墨西哥湾扇贝的杂交实验,分析了 F1的杂种优势及母体效应。主要结果如下: 1. 采用不同有效繁殖群体数的海湾扇贝进行繁殖,研究了近交对海湾扇贝 F1、F2 的生 长、存活等生物学特性的影响。实验共设置了 6 个梯度,分别采用 1、2、10、30、50 个 亲贝进行繁殖,并以常规生产为对照组。在子一代,实验各组第 1 天的 D 形幼虫壳长并没 有显著差别(P0.05)。随着幼虫的不断生长,差别越来越明显,表现为自交组的生长和存 活均低于其他各组, 而 Ne=2、10、30、50 及对照组间的差异并不显著(P0.05)。养成期 间,自交组个体壳长、壳高、壳宽及总重的生长,均明显低于其他各组。另外,越冬期间, 自交组的存活率,也明显低于其他各组。在子二代,近交衰退不仅存在于 Ne=1 组,而且 也存在于 Ne=2 组。这两组的生长和存活都明显低于其他各组(Ne=10, 30, 50, control), 而后者之间没有显著区别。同时,Ne=1 组的近交衰退明显高于 Ne=2 组。由此可见,低的 有效繁殖群体数(Ne),增加了近交的可能性,能够对子代产生一些不利的影响。因此,在 苗种生产中维持较高的 Ne 水平是非常有必要的。而且,由于海湾扇贝较高的产生配子的 能力(单个亲贝就能够产生大量的配子),也可能导致近交水平的增加,因此推荐从不同的 养成地点选择亲贝进行苗种培育。 i WP=7 张海滨 海湾扇贝近交生物学效应和遗传改良研究 博士学位论文 2. 采用两个海湾扇贝的群体进行混合交配,建立了基础群体。经过一年的养殖,以壳 长为指标对所建立的基础群体进行选择,从 1300 个体中选择壳长最大的 10%个体(选择 强度为 1.755)进行繁殖,并随机从基础群体中选择相同数量的个体作为对照。结果显示, 在幼虫阶段选择组的生长和存活明显高于对照组(P0.01), 现实遗传力为 0.52±0.24。由于 在稚贝期间,对照组的养殖密度相对较低,在养成阶段开始时(第 100 天),对照组的平 均壳长大于选择组。随着密度调整一致后,在养成阶段(第 100 天至 160 天)的生长速度 显著大于对照组。同时,选择组在这一阶段的存活率也明显高于对照组。实验说明,利用 不同遗传背景的海湾扇贝,建立遗传多样性高的基础群体,并在此基础上进行选择育种, 是一种较有潜力的海湾扇贝种质改良的方法。 3. 进行了海湾扇贝加拿大群体和墨西哥湾群体的杂交实验,对杂种一代及对照群体的 生长和存活进行了比较。四个子代群体的第一天的 D 形幼虫的壳长没有显著区别(94.27μm, 93.78μm, 93.48μm, 93.58μm)。在第 10 天,两个杂交组(CM, MC)的壳长(155.35μm, 156.14μm)显著大于两个对照群体(141.97μm, 146.20μm),且 MC 的生长速度大于 CM。同 时,存活率的杂种优势明显大于生长的杂种优势。在幼虫阶段,卵源和交配方式对壳长和 存活都具有显著的影响。杂种优势不仅存在于幼虫阶段,而且在稚贝及成体阶段一直存在。 在第 170 天,CM 的个体明显大于其它三个组合,虽然 MC 的壳长和壳高也大于两个对照 群体(MM,CC),但差异不显著。 4.从海湾扇贝群体中选择优良个体,建立了 F1、F2、F3 自交系,并研究各家系在幼 虫及养成阶段的生物学特征。实验结果表明,在不同的家系间存在着明显的遗传变异,因 而进行家系的选择和培育有着广泛的应用前景。经过三代的自交选育,已经得到一些生长 速度快且存活率高的家系。 5. 本研究中利用起源于F2自交系的三个杂交家系为材料,进行了3×3双列杂交,分析 各杂交组合的杂种优势,同时计算了各家系间的一般配合力和特殊配合力,为海湾扇贝杂 种优势的利用提供一定的理论依据。结果表明,31×40杂种优势最为明显,而且随着幼虫 的生长,杂种优势值呈增加趋势。杂种优势,一般配合力和特殊配合力存在一定的相关性, 一般配合力高的组合,特殊配合力也高,杂种优势也明显。