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瓯江彩鲤4个体色相关基因的选择压力分析与2种体色类型的生长配套效果研究

古珍珍  
【摘要】:拥有1200多年养殖历史的瓯江彩鲤,主要有五种基本体色类型:“全红”、“大花”、“麻花”、“粉玉”和“粉花”。自1999年以来,该鱼已被实行了多代的人工选育,形成了体色性状较稳定,遗传差异较明显的五种体色选育系,承受了长期的自然选择和短期的高强度人工选择。为了解选择(含自然和人工选择)对体色相关基因的压力与差异情况,本论文以五种体色选育系为研究材料,对黑色素合成通路的关键基因(Tyr)、重要基因(Tyrp1和Dct)和调控基因(Sox10)进行选择压力分析,探讨有黑斑和无黑斑体色类型瓯江彩鲤的选择压力差异;进而以无黑斑体色(“全红”、“粉玉”)为研究对象,探讨不同体色间的配套效果和育种性能。具体内容如下:1、瓯江彩鲤黑色素合成关键基因(Tyr)的选择压力分析本研究首先以瓯江彩鲤的5种体色选育系F5为材料,探讨酪氨酸酶基因5个外显子及其在不同体色间的变异特性和承受选择压力的敏感性。结果发现:酪氨酸酶基因外显子1和外显子5的核苷酸变异率最高,选择性位点最多,易承受到选择压力;5个外显子的非同义替换率(dN)与同义替换率(dS)的比值(ω值)均小于1(0.10-0.67),表明它们均受到净化选择压力;不同体色瓯江彩鲤的酪氨酸酶基因也均受净化选择压力(ω=0.12-0.23)。应用PAML软件中的M2a和M8两种模型检测显示:无黑斑体色瓯江彩鲤所受正向选择压力位点数高于有黑斑体色,但其差异不显著(P0.05)·;酪氨酸酶基因中的部分氨基酸位点较易受正向选择压力。结果初步表明:瓯江彩鲤Tyr基因较保守,主要受净化选择作用,当前的人工选育未对酪氨酸酶基因造成显著的选择压力。2、瓯江彩鲤真黑色素合成基因(Tyrp1和Dct)的选择压力分析本研究进一步以瓯江彩鲤选育系F8代为材料,探讨真黑色素合成通路中Tyrp1和Dct基因在有、无黑斑组织间的表达差异、序列遗传变异和所受选择压力差异情况。结果发现:Tyrp1(包括Tyrp1a和Tyrp1b)基因只在含黑色素的组织(如眼睛、“大花”黑皮肤等)中表达,在不含黑色素的组织(如“全红”、“大花”红皮肤等)中不表达;Tyrp1和Dct基因在有、无黑斑体色类型瓯江彩鲤中的遗传变异程度差异不显著,整体上主要受净化选择(ω=0.20-0.80)。应用PAML软件中的M2a和M8两种模型检测显示:Tyrp1基因在有、无黑斑体色类型中均未检测到显著的正向选择压力位点,而Dct基因在有、无黑斑体色类型中检测到显著的正向选择压力位点。本结果表明:真黑色素合成通路中各基因均较保守,主要受净化选择作用,人工选育对有、无黑斑体色类型瓯江彩鲤的进化有所影响,对真黑色素合成通路中不同基因的驱动效应程度存在差异。3、瓯江彩鲤黑色素合成调控基因(Sox10)的选择压力分析本研究以瓯江彩鲤4种体色选育系F8代为材料,探讨黑色素合成过程中起重要调控作用的Sox10基因在有、无黑斑体色类型瓯江彩鲤间的序列差异和选择压力。结果发现:该基因的编码区第41位氨基酸位点在有无黑斑体色瓯江彩鲤间为一个SNP位点,即在有黑斑体色为P(脯氨酸),在无黑斑体色为S(丝氨酸);有黑斑体色瓯江彩鲤Sox10基因各项遗传多样性指标均高于无黑斑体色;但ω值显示有、无黑斑体色瓯江彩鲤Sox10基因主要受净化选择;应用PAML软件中的M2a和M8两种模型检测显示:Sox10基因在有、无黑斑体色类型中被检测出的正向选择压力位点存在差异,但差异不显著,表明人工选择对体色调控基因的驱动效应不明显。4、“全红”和“粉玉”体色瓯江彩鲤的生长配套效果研究采用选育至F8代的“全红”和“粉玉”2种纯色体系瓯江彩鲤进行双列杂交(共4个组合),通过计算子一代在一龄阶段、二龄阶段各生长性状的均值、变异系数、一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)、杂种优势等配套效果。结果发现:人工选择在提高选育系遗传纯度的同时,有利于配套系育种的进行;采用体色纯度较高的“全红”、“粉玉”瓯江彩鲤进行配套系育种,可获得较好的配套效果;“全红”、“粉玉”组合,尤其是FY♀×QH♂组合可作为优良组合进行繁育。综上所述,黑色素合成通路中各基因较保守,主要受净化选择作用;在人工选择作用下,体色纯度较高的“全红”和“粉玉”体色瓯江彩鲤杂交可获得较好的配套效果。


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