一种日本囊对虾育种群体抗高氨氮与生长性状的选育方法

摘要

一种日本囊对虾育种群体抗高氨氮与生长性状的选育方法，包括如下步骤：(1)亲虾引进、(2)家系建立、(3)抗高氨氮预实验、(4)选育家系的抗高氨氮实验、(5)抗高氨氮数据记录、(6)遗传评估模型建立、(7)家系留种、(8)第二代家系建立。本发明可选育出一种抗高氨氮与生长优势的日本囊对虾新品种，增强日本囊对虾对氨氮浓度的抗逆性，提升日本囊对虾的成活率和生长速度。

说明书

技术领域

本发明涉及水产品选育领域，尤其是一种日本囊对虾育种群体抗高氨氮与生长性状的选育方法。

背景技术

氨氮是水产养殖中普遍存在的有害物质，氨氮是对虾的排泄物的主要成分之一，也是对虾残饵、粪便以及动植物尸体等含氮有机物分解的终产物，氨氮对日本囊对虾的生理功能影响有以下方面：

1、它会渗透到对虾的血液，导致血淋巴氨氮浓度升高，氧合血蓝蛋白浓度降低，削弱对虾的呼吸机能和血液的载氧能力，造成对虾组织缺氧，严重时会造成养殖对虾大量死亡，造成养殖失败，不利于日本囊对虾养殖的推广，

2、氨氮浓度会影响对虾的生长、蜕皮等生理功能异常，造成对虾耗氧量增加，肌体生理代谢紊乱，抗病力降低。

因此选育一种对氨氮浓度耐受性高且具备生长优势的日本囊对虾新品种具有非常重要的意义，可以提高日本囊对虾的养殖成功率，有利于产业发展。而现有技术尚无日本囊对虾育种群体抗高氨氮与生长性状的选育方法的记载。

发明内容

本发明提供一种日本囊对虾育种群体抗高氨氮与生长性状的选育方法，选育出一种抗高氨氮与生长优势的日本囊对虾新品种，增强日本囊对虾对氨氮浓度的抗逆性，提升日本囊对虾的成活率和生长速度。

一种日本囊对虾育种群体抗高氨氮与生长性状的选育方法，包括如下步骤：

(1)亲虾引进：收集日本囊对虾的野生群体多尾，平均分配至多个养育池中进行培育，并使用营养物质促进虾的性腺成熟；

(2)家系建立：待亲虾成熟稳定后摘除单侧眼柄，每天晚上挑选性腺饱满连续、发育成熟的亲虾到产卵桶内产卵,1尾亲虾放1个产卵桶，所产后代为1个全同胞家系，次日将未产卵亲虾放回原养育池中，已产卵亲虾放回其他养育池中；待卵孵化后，收集无节幼体，消毒后转移到科研车间育苗桶内开始单独培育虾苗，10天内按此过程共建立家系100个并依次编号，育苗过程中淘汰部分家系；所有家系均经过单独培育，家系之间严格避免相互混杂；

(3)抗高氨氮预实验：采用急剧攻毒实验，试验液为NH₄Cl溶于养殖海水制得，设置高氨氮浓度梯度和1个对照组，高氨氮浓度梯度分别为4、8、16、32、64和128mg/L,每组设置1个平行组，统计攻毒48h后存活个体数，依照线性回归法计算半致死浓度；

(4)选育家系的抗高氨氮实验：抗高氨氮实验在养育池进行，加海水若干，调配海水NH₄Cl浓度为所计算的半致死浓度，每个家系随机挑选个体30尾装入网框内，1个家系3个重复组，每个网框做好标记，按照编号统一放置在养育池中，实验过程中不投料，每隔一段时间检查一次，统计死亡个体数，测量已死亡个体的生长性状；

(5)抗高氨氮数据记录：记录个体的表型数据,并按家系顺序排列，所有个体生长性状与抗逆性状一一对应，为模型设定1个遗传组，父母本都纳入遗传组中，按照方差组分和遗传参数估计所使用软件的要求,对数据进行整理和排列；其中，存活性状为二项分布的分类变量，以二进制数据来表示个体的存活状态，1为存活，0为死亡，按照广义线性模型建模型并统计家系存活率；

(6)遗传评估模型建立：建立多性状线性动物模型,对于每一个体生长性状的观察值y均可剖分为:

y_ijk＝u+H_i+bd_j+a_k+e_ijk

其中i,j,k分别表示池号、日龄号、个体编号,y_ijk为性状观测值，u为总体平均值,Hi为固定效应,d_j为日龄协变量，b为回归系数，a_k为个体随机效应，e_ijk为随机残差效应；体长、腹长与体重的遗传力计算公式为:

式中σ_a²为加性遗传方差组份，σ_e²为随机方差组份。

抗逆性实验结束后,统计所有实验个体的存活情况,得到各家系存活率,应用阈模型和广义线性混合模型方法估计存活性状的方差组份,育种分析模型为公母畜模型：

式中，y_ijkls为第S个体的存活状态，(1为存活，0为死亡)，L_ijkls为潜在变量，如果L_ijkls>0，那么y_ijkls＝1，如果y_ijkls≤0，那么y_ijks＝0，u为总体平均值，Hi为固定效应,d_j为日龄协变量，b为回归系数，s_k为第k个父本加性遗传效应,d_l为第l个母本加性遗传效应；

存活性状遗传力计算公式：式中，σ_sd²为公母畜方差组份均值，σ_e²为残差方差组份，广义线性混合模型使用的非线性连接函数为Logistic，logistic分布值为

在迭代REML过程中，保证达到整体的最大化，收敛标准为两次迭代所得估计值的方差小于10^-6；利用软件模型估计体长、腹长、体重的遗传相关与表型相关系数，利用多性状阈模型估计生长性状与抗高氨氮性状的遗传相关与表型相关参数，所建家系均为全同胞家系；

(7)家系留种：利用遗传评估软件计算家系的平均抗逆性状与生长性状的育种值，按照抗高氨氮性状与生长性状1:1进行加权得到所有家系的综合育种值；根据综合育种值排序，保留排名靠前的10个家系，其余家系淘汰，对保留的家系继续养殖到亲虾规格；

(8)第二代家系建立：对保留家系每个家系挑选20-50尾亲虾到养育池暂养让其自然交配，对亲虾的眼柄环进行标记，不同家系的眼柄环附带不同标记号码以便识别，避免出现近亲交配，以此建立第二代家系100个，按标准化育苗、养殖、抗高氨氮与生长的选育流程直到选育有明显抗高氨氮与生长优势的新品种。

优选的，在亲虾引进过程中，用碘附、强氯精对水体消毒，并对活饵料消毒、病毒检测后再投喂；所使用的营养物质包括强力红维素、氨氮酸钙、红虫、青虫、鱿鱼等。

优选的，在家系建立过程中，根据亲虾的生长状况对水质进行监测和改善、养殖密度进行调整、饵料投喂次数和种类适应调整，当养殖到150日龄时,每个家系分别随机选取30尾,测量体长、腹长与体重。

优选的，抗高氨氮预实验过程中，依照死亡个体数为自变量来建立线性回归方程，并将自变量设为实验总数的1/2，以此计算半致死浓度。

优选的，在抗高氨氮数据记录、遗传评估模型建立和家系留种过程中，所使用的软件为ASReml软件。

本发明的有益效果是，本方法须采用大规模建立家系，通过高氨氮胁迫选育出耐受性高的优良家系，以此来提高日本囊对虾的的氨氮耐受性与生长优势，提升日本囊对虾的成活率和生长速度，有利于日本囊对虾的养殖推广。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种日本囊对虾育种群体抗高氨氮与生长性状的选育方法，其包括如下步骤：

(1)亲虾引进：收集日本囊对虾的野生群体1000尾，平均分配至四个养育池中进行培育，每池250尾，并使用营养物质促进虾的性腺成熟，养育池可以选用5m×5m×1.2m的规格。本实施例是选取了1000尾和四个养育池，在具体应用时，虾的尾数和养育池的选择均可以依据实际情况确定。

(2)家系建立：待亲虾成熟稳定后摘除单侧眼柄，每天晚上挑选性腺饱满连续、发育到Ⅳ期以上亲虾到产卵桶内产卵,1尾亲虾放1个产卵桶，所产后代为1个全同胞家系，次日早上将未产卵亲虾放回原养育池中，已产卵亲虾放回其他养育池中；下午4:30左右，待卵孵化出无节幼体后后，收集无节幼体，消毒后转移到科研车间育苗桶内开始单独培育虾苗，10天内按此过程共建立家系100个并依次编号，育苗过程中因死亡或其他原因会淘汰部分家系；所有家系均经过单独培育，家系之间严格避免相互混杂；

(3)抗高氨氮预实验：采用急剧攻毒实验，试验液为NH₄Cl溶于养殖海水制得，设置高氨氮浓度梯度和1个对照组，对照组使用相同的养殖海水，但不加入NH₄Cl；高氨氮浓度梯度分别为4、8、16、32、64和128mg/L,每组设置1个平行组，统计攻毒48h后存活的个体数，依照线性回归法计算半致死浓度，具体的，依照死亡个体数为自变量来建立线性回归方程，并将自变量设为实验总数的1/2，以此计算半致死浓度。线性回归方程的具体内容可参照当前已有的死亡个数统计算法。

(4)选育家系的抗高氨氮实验：抗高氨氮实验在养育池进行，调配海水NH₄Cl浓度为所计算的半致死浓度，再向养育池中加入已调配的海水，海水的加入量将依照养育池的规模具体确定，例如，5m×5m×1.2m的养育池，加入15方的海水。从每个家系随机挑选个体30尾装入网框内，1个家系3个重复组，每个网框做好标记，按照编号统一放置在养育池中，实验过程中不投料，每隔8小时左右检查一次，统计死亡个体数，测量已死亡个体的生长性状；因日本囊对虾的残食习性，部分蜕壳后的个体被残食不全，所以无法完全获得所有实验个体的生长性状数据，对于这一部分可以选用抽样数据。

(5)抗高氨氮数据记录：记录个体的表型数据,并按家系顺序排列，所有个体生长性状与抗逆性状一一对应。对于原始引进的亲虾，可依照其产地其亲缘关系，为遗传评估模型设定1个遗传组，父母本都纳入遗传组中，按照方差组分和遗传参数估计所使用软件的要求,对数据进行整理和排列；以ASReml软件为例，系谱关系与数据应为同一文件,表型参数由SPSS21.0软件包计算获得。其中，存活性状为二项分布的分类变量，以二进制数据来表示个体的存活状态，1为存活，0为死亡，按照广义线性模型建模型并统计家系存活率。广义线性模型的目标分布采用二项分布。

(6)遗传评估模型建立：建立多性状线性动物模型,对于每一个体生长性状的观察值y均可剖分为:

y_ijk＝u+H_i+bd_j+a_k+e_ijk

其中i,j,k分别表示池号、日龄号、个体编号,y_ijk为性状观测值，u为总体平均值,H_i为固定效应,d_j为日龄协变量，b为回归系数，a_k为个体随机效应，e_ijk为随机残差效应，由于大部分的日本囊对虾个体还比较小，难以辨别性别，且这一部分并不会影响实验数据，因此没有纳入性别作为为固定效应；

日本囊对虾的体长、腹长与体重的遗传力计算公式为:

式中σ_a²为加性遗传方差组份，σ_e²为随机方差组份。

抗逆性实验结束后,统计所有实验个体的存活情况,得到各家系存活率,应用阈模型和广义线性混合模型(generalized linear mixed model,GLMM)方法估计存活性状的方差组份,其中，阈模型和广义线性混合模型均可采用现有的模型，广义线性混合模型使用的非线性连接函数为Logistic，logistic分布值为育种分析模型为公母畜模型：

式中，y_ijkls为第S个体的存活状态，(1为存活，0为死亡)，L_ijkls为潜在变量，如果L_ijkls>0，那么y_ijkls＝1，如果y_ijkls≤0，那么y_ijks＝0，u为总体平均值，Hi为固定效应,d_j为日龄协变量，b为回归系数，s_k为第k个父本加性遗传效应,d_l为第l个母本加性遗传效应；

存活性状遗传力计算公式：式中，σ_sd²为公母畜方差组份均值，σ_e²为残差方差组份；

在迭代REML过程中，保证达到整体的最大化，收敛标准为两次迭代所得估计值的方差小于10^-6；利用软件模型，例如ASReml软件估计体长、腹长、体重的遗传相关与表型相关系数，利用多性状阈模型估计生长性状与抗高氨氮性状的遗传相关与表型相关参数，所建家系均为全同胞家系；

(7)家系留种：利用遗传评估软件计算家系的平均抗逆性状与生长性状的育种值，按照抗高氨氮性状与生长性状1:1进行加权得到所有家系的综合育种值；根据综合育种值排序，保留排名靠前的10个家系，其余家系淘汰，对保留的家系调养殖密度，加强营养，水质调控等，养殖到亲虾规格；

(8)第二代家系建立：对保留家系每个家系挑选20-50尾亲虾到养育池暂养让其自然交配，对亲虾的眼柄环进行标记，不同家系的眼柄环附带不同标记以便识别，避免出现近亲交配，以此建立第二代家系100个，按标准化育苗、养殖、抗高氨氮与生长的选育流程直到选育有明显抗高氨氮与生长优势的新品种，至此，则完成对日本囊对虾的选育。

其中，在亲虾引进过程中，应该用碘附、强氨精对水体消毒，并对活饵料消毒、病毒检测后再投喂，以防止亲虾受病感染，提升亲虾的成活率。促进性腺成熟所使用的营养物质包括强力红维素和/或氨氮酸钙等。

在虾的培育和家系建立过程中，应该实施监测水质、养殖密度、病毒检测等，并根据亲虾的生长状况对水质进行改善、养殖密度进行调整、饵料投喂次数和种类适应调整，保证虾具有适当的生长环境，提升虾的成活率和生长速度。当养殖到150日龄时,每个家系可分别随机选取30尾,测量体长、腹长与体重，以实时了解虾的生长状况。

上述实施例中，在抗高氨氮数据记录、遗传评估模型建立和家系留种过程中，所使用的软件为ASReml软件，根据实际需要也可以是其他软件。阈模型、广义线性混合模型、多性状线性动物模型等均可参考现有的相关模型，其具体内容在此不做赘述。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。