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

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(P>0.05)·；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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引言

1 研究背景

2 本论文的主要研究路线：

第一章 瓯江彩鲤黑色素合成关键基因（Tyr）的选择压力分析

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第二章 瓯江彩鲤真黑色素合成通路基因（Tyrp1和Dct）的选择压力分析

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第三章 瓯江彩鲤黑色素合成调控基因（Sox10）的选择压力分析

1 材料与方法

2 结果

3讨论

第四章 两种体色类型瓯江彩鲤的生长配套效果研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

小结

一、 主要结果：

二、 创新点：

参考文献

硕士阶段发表论文

致谢