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黄颡鱼和长吻鮠杂交育种的初步研究

王宏玉  
【摘要】:黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)和长吻鮠(Leiocassis longirostris)分别隶属鲇形目鲿科黄颡鱼属和鮠属,是鲿科鱼类中两个具有较高经济价值的养殖品种。黄颡鱼因饲养成活率高、适应能力强等特点,已成为重要的淡水鱼类养殖对象。在黄颡鱼养殖规模不断扩大的同时,由于缺乏合理的种质资源保护,导致黄颡鱼苗种质量良莠不齐、经济性状退化、生长缓慢和抗病能力下降等。长吻鮠相比黄颡鱼有着生长速度快和营养价值高等特点,但其对养殖条件要求较高。杂交育种是创制具有杂交优势后代的有效办法,并且有着易操作的特点。因此,本研究将对黄颡鱼和长吻鮠人工杂交育种并对其子代性状进行分析,首先对黄颡鱼×长吻鮠正反交子代与长吻鮠自交子代的早期生长性状进行了比较;其次利用微卫星标记对黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)杂交F_1代与双亲进行遗传多样性和亲缘关系分析;再次,检测并分析了杂交F_1代的含肉率和肌肉营养成分;最后探究了急性低氧胁迫和复氧对杂交F_1代组织病理学、氧化应激以及低氧相关基因在m RNA水平上的表达。本研究结果可为鲿科鱼类新品系选育提供基础资料。主要研究结果如下:1.黄颡鱼和长吻鮠人工杂交及其正反交子代的早期生长性状比较采用人工繁殖的方法,挑选健康的2-4冬龄,体质量大于100 g的黄颡鱼和3-5冬龄,体质量大于3000 g的长吻鮠进行远缘杂交试验。在27℃水温下孵育60 h后发现黄颡鱼×长吻鮠正反交均能成功受精并孵化。通过对长吻鮠自交和黄颡鱼×长吻鮠正反交三个群体的早期生长性状进行比较,第90 d的生长数据显示:长吻鮠(♀)×黄颡鱼(♂)体长为9.76±1.44 cm,体质量为21.1±6.51 g;长吻鮠自交体长为10.3±0.88 cm,体质量为18.0±5.34 g;黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)体长为8.61±1.12 cm,体质量为13.63±4.41 g。体质量增长速度始终表现为长吻鮠(♀)×黄颡鱼(♂)长吻鮠自交黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)。以上结果表明黄颡鱼×长吻鮠正反交后代可正常发育,具有选育的潜力。2.黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)杂交F_1代与双亲的遗传多样性分析从20对微卫星引物中筛选出12对多态性较高且能稳定扩增的引物,对黄颡鱼、长吻鮠和黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)杂交F_1代三个群体的遗传多样性分析。结果显示,黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)平均等位基因数(5.000)、平均有效等位基因数(2.535)、平均观测杂合度(0.604)、平均期望杂合度(0.597)和多态信息含量(0.509)均高于双亲。杂交F_1代与父本长吻鮠的遗传距离为0.8551,小于与母本黄颡鱼的遗传距离1.7271,表明与父本亲缘关系最近。结果表明:杂交F_1代与父本遗传相似度较高,较双亲有更丰富的遗传多样性和更高的基因杂合度。3.黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)杂交F_1代的含肉率和肌肉营养成分分析通过测定黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)杂交F_1代的形体指标和肌肉营养成分,结果显示:杂交F_1代形体指标中脏体比为8.6%,肥满度为1.72 g·cm~(-3),胴体率为88.48%,含肉率为68.68%;常规肌肉营养成分中水分含量为78.15%,粗脂肪含量为3.76%、粗蛋白含量为16.85%,粗灰分含量为1.24%。肌肉中检测出15种游离氨基酸,占肌肉鲜重13.67%,其中必需氨基酸检测出6种,风味氨基酸含量占总氨基酸39.50%。脂肪酸检测出17种,多不饱和脂肪酸占比50.98%,其中EPA+DHA为24.45%。还检测到8种矿物质元素(K、Mg、Na、Ca、P、Cu、Fe和Zn)且含量丰富。可见杂交F_1代具有较高的食用和营养价值。4.急性低氧胁迫和复氧下黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)杂交F_1代组织形态和氧化应激指标的分析对黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)杂交F_1代进行急性低氧胁迫和复氧,取鳃、肝脏和肠3个不同组织进行HE染色切片观察和氧化应激指标的测定。结果显示,常氧状态下3个组织形态正常,低氧胁迫后3 h(H3)、6 h(H6)、9 h(H9)、12h(H12)和复氧12 h(R12)都有损伤,鳃组织损伤表现为鳃小片棒状水肿,血细胞聚集成动脉瘤,鳃小片延长;肝脏组织损伤表现为肝细胞的细胞膜界限不清导致的无序性,脂质空泡增多,肝血窦和血管的形变,肝细胞坏死;肠组织损伤表现为杯状细胞肿大,绒毛破坏,固有层空泡,黏膜下层变薄,环状肌破裂。通过对低氧下0h(H0)、1 h(H1)、3 h(H3)、6 h(H6)、9 h(H9)、12 h(H12)和复氧12 h(R12)下T-SOD、CAT、GSH-Px、MDA、ATP和LDH等氧化应激指标的测定,发现鳃组织的T-SOD、CAT呈先上升后下降的趋势,分别在H12和H6达到最大值(20.45和42.39)。GSH-Px、MDA和ATPase在H0到H9呈现出先下降再上升的趋势,并在H12处分别达到最低(132.64、4.70和0.17),LDH则是先上升再下降,在R12处恢复到和对照组相同的水平。低氧下肝脏组织T-SOD、CAT和GSH-Px均表现出先上升后下降的趋势,MDA、ATPase在H0分别达到最大值(0.32和5.07),而后呈下降再上升趋势,LDH则是低氧后就一直降低到H3才开始上升。肠组织的T-SOD、ATPase和LDH先下降再上升,分别在H0、H1和H6处降到最小值(22.09、0.03和193.78),GSH-Px在低氧过程中活性显著低于对照组(P0.05),MDA在H0处达最高(5.96)后开始下降,CAT则是先上升再下降。氧化应激水平在杂交F_1代的鳃、肝脏和肠3个组织的表达方式不完全相同,表现出组织特异性。5.急性低氧胁迫和复氧下黄颡鱼(♀)×长吻鮠(♂)杂交F_1代低氧相关基因表达模式的分析通过检测急性低氧胁迫和复氧下杂交F_1代HIF-1α、HIF-2α、FIH-1、VHL、VEGFA和PHD3六个基因在m RNA水平上的表达模式。在鳃组织中,HIF-1α、FIH-1、VEGFA和PHD3基因在达到低氧胁迫点时的表达量与常氧组对比差异极显著(P0.01),VHL基因与常氧组相比有显著差异(P0.05),HIF-2α没有表现出差异性。FIH-1和PHD3在整个低氧胁迫过程中与常氧组相比都有显著差异(P0.05)。复氧后,HIF-1α、HIF-2α和VEGFA都恢复到正常水平,与常氧组无显著差异,但FIH-1和PHD3仍保持极显著差异(P0.01)。肝脏组织中,只有PHD3在整个低氧胁迫和恢复过程中,低氧组的表达量与常氧组有显著性差异(P0.05),VHL基因表达量只在低氧过程中保持着显著差异(P0.05),复氧后回归正常水平。H3时HIF-1α与HIF-2α表达量都与对照组无显著差异,但FIH-1和VEGFA在H3时表达量达到最高。肠组织中HIF-1α和VHL在H3时表达量最高(P0.05)。FIH-1、VEGFA和PHD3在H6时与对照组相比差异极显著(P0.01)。而HIF2-α只有在H0、H1和H12时表达量与对照组差异性显著(P0.05)。HIF-1α和VEGFA在复氧12 h后仍有着高于对照组的表达量且差异极显著(P0.01)。


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