三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)遗传连锁图谱的构建和生长相关性状QTL定位的研究

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目前,三疣梭子蟹的遗传选育主要以生长相关性状的选育为主。遗传选育的一个目标是通过增加选择强度和准确度增加遗传响应。大部分重要的商业性状属于数量性状,受多个数量性状位点(QTL)和基因控制。多态性的QTL只能通过物理连锁的多态性标记定位。因此,QTL定位首先要构建一个遗传图谱,遗传连锁图谱已成为遗传学研究领域的重要工具。迄今为止,很少有报道甲壳类动物生长性状相关QTL的研究。其中一个主要原因,是要克服诸多技术障碍,包括驯化,选育技术,高品质亲蟹的保存,性状测量及大量的染色体。三疣梭子蟹具有比大多数鱼类和贝类更多的染色体(2N=106);这就意味着构建相等密度用于QTL定位的遗传连锁图谱,需要更多标记。为了填补这个空白,本文应用AFLP和SSR技术及110个全同胞家系个体构建了第一个蟹类中密度遗传连锁图谱,并定位了25个与10个生长性状相关的QTL。本文为三疣梭子蟹分子标记辅助育种及最终确定生长性状相关基因打好了基础。首先,本研究选用35个多态性微卫星标记,对三疣梭子蟹自交家系F2代(以2008年莱州湾群体雄蟹为父本和海洲湾群体雌蟹为母本交配产生F1代,随机选取F1代后代进行交配产生F2代自交家系)的110个个体进行遗传多样性研究。结果表明:35个位点共检测出87个等位基因,各位点等位基因数为2~4个不等,平均有效等位基因数为2.2个,观测杂合度平均值为0.6465,期望杂合度平均值0.5130,多态信息含量平均值0.4491。经卡方检验,多数位点显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)偏离Hardy-Weinberg平衡。采用SAS9.1中的一般线性模型(GLM)对微卫星标记与生长相关性状(全甲宽、甲宽、甲长、体高、体重、第Ⅱ侧齿间距、第Ⅰ步足长节长、大螯长节长)进行连锁分析。结果表明: Pot08位点与体重、全甲宽、甲长、体高、第Ⅱ侧齿间距显著相关(P<0.05),Pot42位点与体重、甲长、大螯长节长、第Ⅰ步足长节长显著相关(P<0.05),Pot53位点与全甲宽、甲宽、大螯长节长显著相关(P<0.05),与第Ⅱ侧齿间距极显著相关(P<0.01),Pot57位点与第Ⅰ步足长节长显著相关(P<0.05),PTR8a位点与第Ⅰ步足长节长、体高、甲长显著相关(P<0.05),与体重、第Ⅱ侧齿间距、全甲宽、甲宽极显著相关(P<0.01),PTR30位点与体重和甲长显著相关(P<0.05),PTR131位点与体重、全甲宽、甲宽显著相关(P<0.05)。其中,位点PTR8a可作为以体质量为选育目标的首选标记。为了实现生长相关性QTL定位,进而查找控制生长性状的基因,以构建的三疣梭子蟹F2代家系110个个体为实验材料,利用AFLP和SSR技术构建了三疣梭子蟹中密度遗传连锁图谱。实验中共获得1294个多态性标记,包括55个SSR标记,1239个AFLP标记。1294个多态性标记中,919个定位到图谱上,标记利用率71%。雌性图谱包括479个标记,其中22个SSR标记,457个AFLP标记,共51个连锁群,平均图距为7.8cM,连锁群总长度3521.3cM,图谱总覆盖率74%。雄性图谱包括440个标记,其中19个SSR标记,421个AFLP标记,共50个连锁群,平均图距为8.7cM,连锁群总长度3517.6cM,图谱总覆盖率75%。本实验首次构建的三疣梭子蟹中密度遗传连锁图谱为三疣梭子蟹重要经济性状的QTL定位和梭子蟹科遗传连锁图谱研究提供数据支持。利用已构建的中密度遗传连锁图谱,采用复合区间作图法定位了全甲宽、甲宽、甲长、体高、体重、第Ⅰ侧齿间距、第Ⅱ侧齿间距、第Ⅰ步足长节长、大螯不动指长、大螯长节长等10个生长相关性状的QTL。共检测出25个QTL,在雌性图谱上检测到9个QTL,不同性状单个QTL可解释的表型变异在11%到38%之间。雄性图谱上共检测到16个QTL,不同性状单个QTL可解释的遗传变异在1%到21%之间。在雌性图谱17号连锁群和雄性图谱16号连锁群上检测到2个可解释表型变异较大的体重相关QTL,分别为38%和18%。本研究内容是在短尾目蟹类首次进行QTL定位的研究,为通过分子标记辅助育种改良三疣梭子蟹生长性能提供数据支持。
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