马氏珠母贝生长性状QTL鉴定及基因型选择效应分析&#x0002A;

韦国建; 李耀国; 林坚士; 何毛贤

doi:10.11978/2016072

热带海洋学报 >

2017 , Vol. 36 >Issue 2: 19 - 25

DOI: https://doi.org/10.11978/2016072

马氏珠母贝生长性状QTL鉴定及基因型选择效应分析^*

韦国建 ^,¹^,²^,³ ,
李耀国 ¹^,²^,³ ,
林坚士 ¹^,² ,
何毛贤 ^,¹^,²

展开

1. 中国科学院南海海洋研究所, 中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室, 广东广州 510301
2. 中国科学院大学, 北京 100049
3. 中国科学院南海海洋研究所, 广东省应用海洋生物学重点实验室, 广东广州 510301

通信作者：何毛贤。E-mail: hmx@scsio.ac.cn

作者简介：韦国建(1988—), 男, 广西来宾市人, 硕士研究生, 研究方向为马氏珠母贝分子育种。E-mail: weiguojian2014@163.com, 电话: 02089023144

收稿日期: 2016-07-28

要求修回日期: 2016-09-12

网络出版日期: 2017-04-06

基金资助

广东省渔业科技与发展专项(Z2014014、Z2015014)

广东省科技计划项目(2014B030301064)

收起

Verification of QTL and genotype selection effect of QTL for growth-related traits in the Pearl Oyster, Pinctada fucata

WEI Guojian ^,¹^,²^,³ ,
LI Yaoguo ¹^,²^,³ ,
LIN Jianshi ¹^,² ,
HE Maoxian ^,¹^,²

Expand

1. Key Laboratory of Tropical Marine Bio-resources and Ecology, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3. Guangdong Provincial Key Laboratory of Applied Marine Biology, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China

Corresponding author: HE Maoxian. E-mail: hmx@scsio.ac.cn

Received date: 2016-07-28

Request revised date: 2016-09-12

Online published: 2017-04-06

Supported by

Marine Fishery Science and Technology Development Project in Guangdong Province (Z2014014, Z2015014)

Science and Technology Plan Project of Guangdong Province (2014B030301064)

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热带海洋学报编辑部

Fold

摘要

对马氏珠母贝生长性状QTL411871进行初步验证, 然后建立两种基因型组配: ♀AT×♂AT(30号)和♀TT×♂AT(31号), 对其实际的基因型效应进行分析。结果显示, QTL411871在验证群体中与闭壳肌重显著相关(P<0.05), 优势基因型为AT。在30和31号基因型组配中, QTL411871与生长性状关联不显著(P>0.05), AT基因型的遗传效应小, 但仍是个体生长性状均值最大的基因型。QTL423886标记在30号组配中与壳高、壳长和总重显著相关(P<0.05), 其AG基因型个体的壳高、壳长和总重显著大于GG基因型; 而在31号组配中与生长性状关联不显著(P>0.05)。基于这2个QTL标记在30和31号组配中分别构建二倍型, 发现在30号组配中二倍型C₁(ATAG)和31号组配中D₁(ATAA)型对马氏珠母贝的生长最为有利, 可作为优先的基因型组合。该结果为开展马氏珠母贝的分子标记辅助选择育种提供了指导。

关键词： 马氏珠母贝; 数量性状位点; 生长性状; 验证; 遗传效应

本文引用格式

韦国建 , 李耀国 , 林坚士 , 何毛贤 . 马氏珠母贝生长性状QTL鉴定及基因型选择效应分析^*[J]. 热带海洋学报, 2017 , 36(2) : 19 -25 . DOI: 10.11978/2016072

Abstract

QTL411871 was identified in the verifying population of Pinctada fucata, and two genotype matings♀AT×♂AT(Group No.30 ) and ♀TT×♂AT(Group No.31) were established to analyze genotype selection effect of QTL. The results showed that QTL411871 was significantly associated with muscle mass in the verifying population (P<0.05), and AT was the superior genotype. QTL411871 was not significantly associated with growth traits in Groups No. 30 and No. 31 (P>0.05); the genetic effect of AT genotype was small, but it was still the genotype with the maximal average of growth traits. QTL423886 was significantly associated with shell height, shell length and total weight in Group No. 30 (P<0.05), and the oysters with genotype AG were bigger than those with the genotype GG in terms of shell height, shell length and total weight, but it was not significantly associated with growth traits in Group No.31 (P>0.05). Diplotypes were constructed based on the two QTLs, and association analyses revealed that C₁ (ATAG) in Group No.30 and D₁ (ATAA) in Group No.31 might be the most advantageous diplotypes for growth traits. These results are useful for developing molecular marker assisted breeding of Pinctada fucata.

Key words： Pinctada fucata quantitative trait locus (QTL); growth trait; verification; genetic effect

分子标记辅助选择(molecular marker-assisted selection, MAS)是通过与目标性状紧密连锁的分子标记进行选择从而达到对目标性状进行选择的目的, 即实现基因型选择育种。与传统的育种方法相比, 它可以大大提高选择的效率和可靠性(Ozaki et al, 2012), 因此已成为目前水产养殖动物遗传育种研究的热点和重点。

实施MAS技术首先要获得与目标性状显著关联的分子标记。随着测序技术的发展, 遗传连锁图谱构建、数量性状位点(QTL)定位以及性状关联分析在水产养殖动物取得了较大的进展, 但是利用QTL连锁标记实现基因型选择的研究还较少, 其主要原因是很少对QTL定位结果作进一步的验证和鉴定, 其真实的遗传效应还不清楚, 因而限制了其应用。

对QTL定位结果进行验证是实施MAS技术的重要前提(Romagosa et al, 1999)。QTL验证的最简单方法是比较QTL不同等位基因的表型差异, 更进一步的验证是用另外的分离群体检测QTL的遗传效应(Romagosa et al, 1999; Yue, 2014 )。目前, 仅在牙鲆Paralichthys olivaceus(Fuji et al, 2007; Wang et al, 2014)、大西洋鲑鱼Salmo salar(Moen et al, 2009; Tsai et al, 2015)、虹鳟Oncorhynchus mykiss (Wringe et al, 2010; Baerwald et al, 2011; Vallejo et al, 2014)、尖吻鲈Lates calcarifer(Wang et al, 2008)、鲤鱼Cyprinus carpio(鲁翠云等, 2012)等少数鱼类的抗病和生长QTL进行了验证, 并且已有少数QTL定位结果成功应用于MAS育种实践中(Fuji et al, 2007; Chen et al, 2008; Moen et al, 2009; 鲁翠云等, 2012 )。

在海洋贝类中, 还极少见有对QTL定位结果进行鉴定和应用的报道。马氏珠母贝Pinctada fucata是世界上重要的海水珍珠生产贝类, 具有极高的经济价值。与大多数水产养殖动物一样, 目前马氏珠母贝的育种方法主要还是基于表型的传统选择, 为了提高其育种效率, 有必要开展基因型选择育种研究。最近, Shi等(2014)利用2b-RAD测序技术获得3117个SNP标记, 构建了其高密度遗传图谱, 并定位到6个与壳长、铰合线长、总重、珍珠层厚度相关的QTL。Li等(2014)利用RAD测序技术构建高密度遗传连锁图谱, 定位到与7个生长性状相关的QTL。目前, 仅有少数QTL标记被鉴定(韦国建等, 2015)。

本研究以遗传作图获得QTL411871为基础(Li et al, 2014), 在验证群体中对其进行初步验证, 然后对亲本的基因型进行鉴定, 建立两种基因型组配, 分析QTL411871的实际遗传效应以及与QTL423886之间的相互作用, 为深入开展马氏珠母贝MAS育种技术奠定基础。

1 材料与方法

1.1 实验群体

用于QTL411871验证的群体为马氏珠母贝“南科1号”育种群体第三代(G3, n=106), 基因型组配的亲本为“南科1号”育种群体第四代(G4, n=211), 养殖于深圳大鹏澳海区, 2贝龄。用游标卡尺测量G3群体每只贝的壳高、壳长、壳宽和铰合线, 精确到0.01mm; 用电子天平称量总重、壳重、软体部重和闭壳肌重, 精确到0.01g, 分别取每只贝的闭壳肌组织置于90%乙醇, 于-20℃保存。G4群体的亲本基因型鉴定为活体鉴定, 即从活体的贝中取下一小块的鳃组织进行固定, 将其进行编号继续进行养殖作为基因型组配的亲本。

1.2 基因组DNA的提取及基因分型

使用Hipure Universal DNA Kit提取鳃/闭壳肌组织的基因组DNA, 相关操作参照试剂盒说明书。提取DNA后, 于1.0%的琼脂糖凝胶电泳检测其完整性; 并用分光光度计检测其纯度及浓度。提取的DNA于-20℃保存。

以QTL411871的序列在已公布的马氏珠母贝基因组草图(http://marinegenomics.oist.jp/)进行 Blast 比对, 找出与之匹配的序列。根据匹配的序列和 QTL 标记 SNP 位置, 利用 Tetra-primer ARMS 在线引物设计程序(http://primer1.soton.ac.uk/primer1.html)设计引物(表1)。采用ARMS-PCR方法对G3和G4群体中QTL411871基因型进行鉴定。25µL 的 PCR 反应体系为: 2.5µL10×PCR 缓冲液, 2µL dNTP 混合液(各2.5mmol·L^-1), 0.25µLTaq DNA 聚合酶 (5U·µL^-1), 内引物FI、RI 各2µL (10µmol·L^-1), 外引物FO、RO各0.5µL (10 µmol·L^-1), 0.5µLDNA(100ng·µL^-1), 14.75µL ddH₂O。PCR程序为: 94℃预变性 4min; 94℃变性30s, 56℃退火30s, 72℃延伸30s, 30个循环; 最后72℃延伸 5min。PCR 反应产物用3%的琼脂糖凝胶电泳检测。

Tab. 1 Primers used for analysis of QTL411871

表1 QTL411871标记SNP分型引物

引物名称	序列(5'-3')	退火温度/℃	等位基因	对应产物/bp
FI	GGAAACGGAATTCACATTCATTATCTTTA	64	A	200
RI	AATGTCAAGCTGGATATAATTTAGCTCTA	60	T	171
FO	AAATTATTGAAACTATTTCACCGATTCG	62	空白	空白
RO	TTGTGATTTCATTTTCGTATCAATATTCTT	62	空白	空白

1.3 基因型组配

根据亲本QTL411817标记基因分型结果建立2组基因型组配方式: ♀AT×♂AT(30号组配); ♀TT×♂AT(31号组配), 各个组配为单对配对, 于2015年5月在深圳大鹏澳海区进行人工授精, 在相同的条件下进行繁育、养殖和管理。从 30号和31号组配子代中随机抽样, 每组190只(5月龄贝), 测量每只贝的壳高、壳长、壳宽和铰合线, 称量总重、壳重和软体部重, 并分别取闭壳肌组织置于90%乙醇, 于-20℃保存。利用飞行时间质谱法(MALDI-TOF- MS)对组配子代中的QTL411871和423886标记(Li and He, 2014)进行基因型鉴定, 分型鉴定由北京华诺时代科技有限公司完成。

1.4 数据统计与分析

利用PIC_CALC软件计算QTL标记的多态信息含量(polymorphism content information, PIC)。利用PopGene 32.0软件计算QTL在群体中期望杂合度(expected heterozygosity, H_e)和观测杂合度(observed heterozygosity, H_o), 并进行哈迪-温伯格平衡(Hardy- Weinberg equilibrium, HWE)的检验。利用SPSS19.0软件中的一般线性模型(GLM)进行标记与生长性状的相关性分析, 模型如下:

Y_ij=u+G_i (D_i)+e_ij

其中Y_ij表示基因型为i的第j个个体的指标, u表示群体均值, G_i表示第i种基因型的效应, D_i表示第i种二倍型的效应, e_ij表示随机误差变量; 基因型对应性状均值之间的差异用Duancan法进行多重比较分析, 显著性差异设为P<0.05。计算优势基因型效应: 优势基因型效应=(优势基因型的性状均值-各基因型性状均值)/各基因型性状均值×100%(Romagosa et al, 1999)。

2 结果

2.1 QTL标记的遗传参数分析

将获得的QTL411871和423886标记的基因分型数据, 用PIC_CALC软件和Popgene32.0软件进行处理, 遗传参数见表2所示。这2个QTL标记在实验群体中PIC均在0.25~0.50之间, 表现为中度多态性。QTL411871在G3群体中H_o和H_e分别为0.4688和0.4973, 符合哈迪-温伯格平衡; QTL411871和423886标记在30号组配中H_o和H_e分布区间分别为0.5081~0.5243和0.5002~0.3879, 在31号组配中H_o和H_e分布区间分别为0.4947~0.5291和0.3733~ 0.4703。通过哈迪-温伯格平衡(HWE)检验, 结果表明QTL423886标记在30号组配中以及QTL411871标记在31号组配中显著偏离哈迪-温伯格平衡。

Tab. 2 Genetic parameters of QTLs in P. fucata

表2 QTL标记的遗传参数

群体/组配	QTL	PIC	H_o	H_e	HWE P值
G3群体	411871	0.3737	0.4688	0.4973	0.5388
30号组配	411871	0.3744	0.5081	0.5002	0.8286
31号组配	411871	0.3031	0.4947	0.3733	0.0000*
30号组配	423886	0.3121	0.5243	0.3879	0.0000*
31号组配	423886	0.3591	0.5291	0.4703	0.0848


	注: *表示经过校正后仍显著偏离哈迪-温伯格平衡的位点。

2.2 QTL411871的验证

QTL411871标记在G3群体中检测到3种基因型。经SPSS19.0软件的GLM模型分析, QTL411871标记与闭壳肌重显著相关(P<0.05)(表3), 多重比较发现, AA 和 AT 基因型个体的壳长、铰合线、软体部重和闭壳肌重显著大于 TT 基因型, AA 和 AT 基因型的生长性状值没有显著性差异, 且 AT 基因型的生长性状值最大, AT 为优势基因型(表4)。

**Tab. 3 Association analysis of QTL411871 and growth traits in P. fucata using GLM**

表3 马氏珠母贝 QTL 411871与G3群体生长性状的 GLM 分析

因变量	平方和	自由度	均方	均方比	显著性水平
壳高	131.931	2	65.965	1.646	0.198
壳长	190.819	2	95.409	2.662	0.075
壳宽	102.914	2	51.457	2.621	0.078
铰合线	13.046	2	6.523	1.751	0.179
总重	101.711	2	50.856	1.796	0.172
壳重	14.224	2	7.112	0.837	0.436
软体部重	23.358	2	11.679	2.905	0.060
闭壳肌重	1.138	2	0.569	3.853	0.032

**Tab. 4 Multiple comparison of growth traits in P. fucata G3 population at QTL411871 loci**

表4 QTL411871不同基因型与G3群体生长性状的多重比较

基因型	数量	壳高/mm	壳长/mm	壳宽/mm	铰合线/mm	总重/g	壳重/g	软体部重/g	闭壳肌重/g
AT	45	49.09±6.13^a	47.80±6.04^a	17.36±1.88^a	41.22±4.77^a	17.64±5.14^a	9.97±2.61^a	5.47±2.06^a	0.92±0.41^a
AA	29	48.93±7.06^a	46.78±6.48^a	17.70±2.05^a	40.74±4.34^a	17.60±5.92^a	9.85±3.09^a	5.44±2.19^a	0.84±0.42^a
TT	22	46.24±5.68^a	44.21±5.12^b	16.69±1.87^a	38.61±3.76^b	15.17±4.81^a	9.01±3.27^b	4.28±1.59^b	0.64±0.31^b


	注: 同一列上标不同小写字母表示差异显著(P<0.05), 下同。

2.3 QTL的基因型选择效应

根据飞行时间质谱法获得的基因型进行统计, 利用SPSS19.0软件的GLM模型进行QTL411871标记与生长性状的相关性。结果表明, 在30号和31号组配中, QTL411871标记与生长性状关联不显著(P>0.05)。但经过基因型多重比较发现, 组配中AT基因型个体的生长性状均值仍是最大的(表5), 这与初步验证的结果一致。QTL411871标记AT基因型在30号组配中壳高、壳长、壳宽、铰合线、总重、软体部重和壳重的遗传效应分别为0.85%、0.94%、0.74%、0.79%、3.43%、2.46%和2.02%; 在31号组配中AT基因型壳高、壳长、壳宽、铰合线、总重、软体部重和壳重的遗传效应分别为1.17%、0.67%、0.76%、0.81%、2.14%、5.26%和1.17%。结果表明QTL411871标记优势基因型AT组配后的遗传效应较小。

**Tab. 5 Multiple comparison of growth traits in P. fucata at QTLs loci**

表5 QTL标记不同基因型在2个组配中的生长性状值的多重比较

组配	QTL	基因型	数量	壳高/mm	壳长/mm	壳宽/mm	铰合线/mm	总重/g	软体部重/g	壳重/g
30号	411871	AT	94	29.66±4.11^a	33.14±3.95^a	10.94±3.63^a	30.50±3.63^a	3.92±1.62^a	1.25±0.60^a	2.02±0.78^a
		TT	41	29.23±3.20^a	32.60±2.85^a	10.92±1.26^a	30.29±3.15^a	3.76±1.18^a	1.22±0.42^a	1.95±0.53^a
		AA	50	29.07±3.70^a	32.44±3.43^a	10.67±1.40^a	29.77±3.19^a	3.59±1.21^a	1.16±0.46^a	1.92±0.63^a
	423886	AG	97	30.39±4.10^a	33.55±3.96^a	11.03±1.69^a	30.47±3.76^a	4.06±1.67^a	1.31±0.66^a	2.08±0.80^a
	423886	GG	88	28.69±3.13^b	32.45±2.94^b	10.80±1.20^a	30.04±2.90^a	3.64±1.06^b	1.17±0.35^a	1.93±0.53^a
31号	411871	AT	94	34.71±3.89^a	37.40±3.41^a	13.21±1.59^a	33.80±3.82^a	5.73±1.78^a	2.00±0.75^a	2.87±0.83^a
	411871	TT	96	33.92±3.62^a	36.91±3.60^a	13.01±1.69^a	33.26±3.59^a	5.49±1.65^a	1.81±0.64^a	2.78±0.78^a
	423886	AA	68	34.55±4.09^a	37.33±3.79^a	13.10±1.67^a	33.65±3.73^a	5.60±1.85^a	1.94±0.78^a	2.85±0.85^a
		AG	100	34.43±3.53^a	37.29±3.41^a	13.11±1.62^a	33.62±3.84^a	5.72±1.68^a	1.91±0.67^a	2.85±0.80^a
		GG	21	33.10±3.71^a	35.96±2.96^a	12.85±1.69^a	32.70±3.07^a	5.11±1.47^a	1.74±0.57^a	2.59±0.67^a


	注: 同一列上标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

在30和31号组配中, 对另一个标记QTL423886进行基因型鉴定, 并对其与生长性状进行关联分析。结果表明, QTL423886标记在30号组配中与壳高、壳长和总重显著相关(P<0.05), AG基因型个体的壳高、壳长和总重均值显著高于GG基因型, AG基因型在壳高、壳长和壳宽的基因型效应分别为2.88%、1.67%和5.45%; 而在31号组配中与生长性状关联不显著(P>0.05) (表5)。

2.4 QTL411871和423886标记SNP二倍型构建与生长性状的关联分析

为了进一步研究QTL411871和423886标记SNP对生长性状的作用。基于这2个QTL标记在这2个组配中分别构建二倍型。经过SPSS19.0软件的GLM分析发现, 这2个QTL标记在30号组配中与壳高存在交互作用(P<0.05), 通过基因型多重比较,发现二倍型C₁(ATAG)在壳高、壳长、总重、软体部重和壳重显著大于C₆(TTGG)型; 而在31号组配中与生长性状不存在交互作用(P>0.05), 但不同基因型在生长性状上差异显著, 通过基因型多重比较, 二倍型D₁(ATAA)在壳高、壳长、铰合线、总重、软体部重和壳重显著大于D₆(TTGG)型(表6), 可作为优选的基因型组合。

Tab. 6 Multiple comparison of growth traits among diplotypes of QTL in P. fucata

表6 QTL标记SNP二倍型生长性状的多重比较

组配	二倍型	QTL 411871	QTL 423886	数量	壳高/mm	壳长/mm	壳宽/mm	铰合线/mm	总重/g	软体部重/g	壳重/g
30号	C₁	AT	AG	52	30.70±4.33^a	33.88±4.17^a	11.25±1.90^a	30.77±3.90a	4.28±1.88^a	1.41±0.76a	2.20±0.92^a
	C₂	AA	AG	25	33.42±3.78^ab	33.42±3.27^ab	10.87±1.21^a	30.21±3.16^a	3.83±1.28^ab	1.19±0.46^ab	1.93±0.59^ab
	C₃	TT	AG	19	30.07±3.58^ab	33.88±4.17^ab	11.82±1.55^a	30.29±4.06^a	3.88±1.45^ab	1.20±0.54^ab	2.00±0.96^ab
	C₄	AA	GG	24	29.26±3.36^ab	33.00±2.70^ab	10.97±1.24^a	30.87±2.75^a	3.90±1.03^ab	1.29±0.38^ab	2.07±0.51^ab
	C₅	AT	GG	42	28.60±2.96^b	32.34±2.93^b	10.76±1.14^a	30.31±2.97^a	3.55±0.99^b	1.10±0.33^b	1.90±0.52^b
	C₆	TT	GG	21	28.36±3.26^b	32.11±3.30^b	10.97±1.29^a	30.11±3.06^a	3.57±1.22^b	1.18±0.35^b	1.86±0.56^b
31号	D₁	AT	AA	36	35.38±4.44^a	37.89±4.04^a	13.26±1.73^a	34.57±3.76^a	5.89±2.08^a	2.11±0.88^a	2.97±0.97^a
	D₂	AT	AG	44	34.49±3.32^ab	37.26±2.99^ab	13.17±1.43^a	33.41±4.05^ab	5.67±1.61^ab	1.93±0.69^ab	2.82±0.76^ab
	D₃	TT	AG	56	34.39±3.72^ab	37.32±3.73^ab	13.16±1.77^a	33.78±3.70^ab	5.77±1.74^ab	1.90±0.66^ab	2.87±0.84^ab
	D₄	AT	GG	14	33.67±4.00^ab	36.56±2.90^ab	13.23±1.78^a	33.03±3.04^ab	5.50±1.52^ab	1.93±0.57^ab	2.74±0.71^ab
	D₅	TT	AA	32	33.62±3.60^ab	36.70±3.57^ab	12.93±1.64^a	32.62±3.51^b	5.27±1.54^ab	1.74±0.63^b	2.72±0.70^ab
	D₆	TT	GG	7	31.98±3.03^b	34.75±2.90^b	12.08±1.30^a	32.03±3.25^b	4.32±1.07^b	1.36±0.34^b	2.29±0.52^b


	注: 同一列上标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

3 讨论

Andrew(2010)认为, 当处于HWE状态的各个等位基因, 其在群体中的分布频率应是稳定的, 杂合度之间没有显著性的差异。本研究中30号组配的QTL423886标记以及31号组配的QTL411871标记被检测到的平均观测杂合度和期望杂合度差异很大, 说明QTL423886标记在30号组配及QTL411871标记在31号组配中没有处于HWE状态, 卡方检验也体现了这一点。分析原因主要是由于人工选择和非随机交配等因素导致的(Waples, 2015)。

尽管国内外在水产养殖动物遗传作图、QTL定位以及性状关联分析方面取得了较大进展, 但是将QTL结果应用到指导育种的研究却很少, 比较成功的例子是牙鲆抗淋巴囊肿病(LD)(Fuji et al, 2007)、大西洋鲑鱼抗传染性胰脏坏死症(IPN)(Moen et al, 2009)和半滑舌鳎Cynoglossus semilaevis 的早期性别鉴定(Chen et al, 2008)等。如何验证这些定位到的QTL标记与性状的相关性, 进而利用与性状紧密连锁的QTL标记进行性状的遗传改良, 将是遗传育种下一阶段的研究重点。

在虹鳟中, 以OmyRGT41TUF的130bp等位基因作为抗传染性胰脏坏死症的选择标记构建的家系中, 4个杂合家系的平均累计死亡率(58.7%)远低于6个纯合家系(80.7%), 表明杂合个体的抗病力强于纯合个体(孙效文, 2010)。本研究以遗传作图获得的QTL411871连锁分子标记为基础, 在验证群体中进行初步验证, 建立不同基因型组配产生的分离群体, 进一步验证QTL411871的实际遗传效应, 发现在验证群体中QTL411871与闭壳肌重显著相关, 优势基因型为AT。建立不同的基因型组配, 在30和31号组配中与生长性状关联不显著, QTL411871的优势基因型AT遗传效应较小, 但其AT基因型个体的生长性状均值仍是最大的, 预测其还是存在一定的选择利用价值。

研究表明, 同一标记位点在不同发育阶段的表现不完全一致。例如筛选建鲤 (Cyprinus carpio var. Jian) ODC1基因上增重相关SNP时就出现类似不同发育阶段的差异与基因表达水平相一致的现象(李红霞等, 2014)。标记-性状的关联可能是由于标记位点与QTL间的配子相连锁不平衡造成的, 也可能是由于标记位点间本身对性状具有多效性, 而由连锁所造成的关联将随时间而变化(王辉, 2001)。这些都会使其遗传效应发生变化。人工定向选择对各个基因型的频率也有不同程度的影响(Sun et al, 2010)。这些原因都会使其QTL遗传效应发生变化。

单独的SNP位点进行性状的关联分析提供的信息往往是有限的, 通过2个或2个以上的SNP位点基因型组合可以提供丰富的遗传信息来弥补单独SNP的缺陷(Tabor et al, 2002; de Bakker et al, 2005; He et al, 2012)。García-Magariños等(2009)发现人类一些复杂疾病可能与 SNP-SNP 相互作用有关。在本研究中, 基于QTL411871和423886标记分别在30号组配和31号组配中构建二倍型, 并与生长性状进行关联分析, 结果表明, 二倍型C₁(ATAG)在30号组配中及D₁(ATAA)在31号组配中对马氏珠母贝的生长最为有利, 可作为优选的基因型组合。这两种优选的组合方式中都包含了这2个QTL的优势基因型, 即可能存在优势基因型的聚合效应, 但还需后续的实验来进行验证。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

1	李红霞, 李建林, 唐永凯, 等, 2014. 建鲤ODC1基因型与增重的相关性分析[J]. 水生生物学报, 28(3): 414-421. LI HONGXIA, LI JIANLIN, TANG YONGKAI, et al, 2014. Correlation analysis between body weight gain and ODC1 genotypes in Cyprinus carpio var. Jian[J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 28(3): 414-421 (in Chinese).

2	鲁翠云, 曹顶臣, 李超, 等, 2012. 生长相关的微卫星标记在镜鲤繁殖群体中的验证[J]. 天津农学院学报, 19(3): 13-18. LU CUIYUN, CAO DINGCHEN, LI CHAO, et al, 2012. Verification of microsatellite makers correlated with growth traits in Mirror Carp Cyprinus carpio L.[J]. Journal of Tianjin Agricultural University, 19(3): 13-18 (in Chinese).

3	孙效文, 2010. 鱼类分子育种学[M]. 北京: 海洋出版社.

4	王辉, 2001. 数量性状位点的相对选择效率研究[D]. 哈尔滨: 东北农业大学. WANG HUI, 2001. Study on relative selection efficiency for quantitative trait loci[D]. Harbin: Northeast Agricultural University (in Chinese).

5	韦国建, 刘文广, 林坚士, 等, 2015. 马氏珠母贝两个与生长性状相关QTL的验证[J]. 海洋科学, 39(11): 13-19. WEI GUOJIAN, LIU WENGUANG, LIN JIANSHI, et al, 2015. Verification of two QTL associated with growth traits of Pear oyster Pinctada martensii Dunker[J]. Marine Sciences, 39(11): 13-19 (in Chinese).

6	ANDREWS C, 2010. The Hardy-Weinberg principle[J]. Nature Education Knowledge, 3(10): 65.

7	BAERWALD M R, PETERSEN J L, HEDRICK R P, et al, 2011. A major effect quantitative trait locus for whirling disease resistance identified in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)[J]. Heredity, 106(6): 920-926.

8	CHEN SONGLIN, DENG SIPING, MA HONGYU, et al, 2008. Molecular marker-assisted sex control in half-smooth tongue sole (Cynoglossus semilaevis)[J]. Aquaculture, 283(1/4): 7-12.

9	DE BAKKER P I W, YELENSKY R, PE'ER I, et al, 2005. Efficiency and power in genetic association studies[J]. Nature Genetics, 37(11): 1217-1223.

10	FUJI K, HASEGAWA O, HONDA K, et al, 2007. Marker- assisted breeding of a lymphocystis disease-resistant Japanese flounder (Paralichthys olivaceus)[J]. Aquaculture, 272(1/4): 291-295.

11	GARCÍA-MAGARIÑOS M, LÓPEZ-DE-ULLIBARRI I, CAO R, et al, 2009. Evaluating the ability of tree-based methods and logistic regression for the detection of SNP-SNP interaction[J]. Annals of Human Genetics, 73(3): 360-369.

12	HE X P, XIA J H, WANG C M, et al, 2012. Significant associations of polymorphisms in the prolactin gene with growth traits in Asian seabass (Lates calcarifer)[J]. Animal Genetics, 43(2): 233-236.

13	LI YAOGUO, HE MAOXIAN, 2014. Genetic mapping and QTL analysis of growth-related traits in Pinctada fucata using restriction-site associated DNA sequencing[J]. PLoS One, 9(11): e111707.

14	MOEN T, BARANSKI M, SONESSON A K, et al, 2009. Confirmation and fine-mapping of a major QTL for resistance to infectious pancreatic necrosis in Atlantic salmon (Salmo salar): population-level associations between markers and trait[J]. BMC Genomics, 10: 368.

15	OZAKI A, ARAKI K, OKAMOTO H, et al, 2012. Progress of DNA marker-assisted breeding in maricultured finfish[J]. Bulletin of Fisheries Research Agency, 35: 31-37.

16	ROMAGOSA I, HAN FENG, ULLRICH S E, et al, 1999. Verification of yield QTL through realized molecular marker-assisted selection responses in a barley cross[J]. Molecular Breeding, 5(2): 143-152.

17	SHI YAOHUA, WANG SHI, GU ZHIFENG, et al, 2014. High-density single nucleotide polymorphisms linkage and quantitative trait locus mapping of the pearl oyster, Pinctada fucata martensii Dunker[J]. Aquaculture, 434: 376-384.

18	SUN JIAJIE, ZHANG CHUNLEI, CHEN HONG, et al, 2010. Two novel SNPs in coding region of the caprine Fat-inducing transcript gene and their association with growth traits[J]. Molecular Biology Reports, 37(1): 485-490.

19	TABOR H K, RISCH N J, MYERS R M, 2002. Candidate- gene approaches for studying complex genetic traits: practical considerations[J]. Nature Reviews Genetics, 3(5): 391-397.

20	TSAI H Y, HAMILTON A, GUY D R, et al, 2015. Verification of SNPs associated with growth traits in two populations of farmed Atlantic salmon[J]. International Journal of Molecular Sciences, 17(1): 5.

21	VALLEJO R L, PALTI Y, LIU SIXIN, et al, 2014. Validation of linked QTL for bacterial cold water disease resistance and spleen size on rainbow trout chromosome Omy19[J]. Aquaculture, 432: 139-143.

22	WANG C M, LO L C, FENG F, et al, 2008. Identification and verification of QTL associated with growth traits in two genetic backgrounds of Barramundi (Lates calcarifer)[J]. Animal Genetics, 39(1): 34-39.

23	WANG LEI, FAN CAIXIA, LIU YANG, et al, 2014. A genome scan for quantitative trait loci associated with Vibrio anguillarum infection resistance in Japanese flounder (Paralichthys olivaceus) by bulked segregant analysis[J]. Marine Biotechnology, 16(5): 513-521.

24	WAPLES R S, 2015. Testing for Hardy-Weinberg proportions: have we lost the plot?[J]. Journal of Heredity, 106(1): 1-19.

25	WRINGE B F, DEVLIN R H, FERGUSON M M, et al, 2010. Growth-related quantitative trait loci in domestic and wild rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)[J]. BMC Genetics, 11: 63.

26	YUE GENHUA, 2014. Recent advances of genome mapping and marker-assisted selection in aquaculture[J]. Fish and Fisheries, 15(3): 376-396.

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