凡纳滨对虾饲料效率差异的分子解析

With the development of intensive farming of Litopenaeus vannamei, the proportion of feed in the total cost is increasing (>60%). How to improve the feed utilization efficiency of prawn and reduce the feed cost becomes a problem to solve imminently. Residual feed intake (RFI) is the most effective indicator of feed efficiency, but its direct selection is difficult. Therefore, to carry out the marker-assisted selection of RFI is very important. This study would detect gene expression between individuals with extreme RFI using RNA-seq in families of Litopenaeus vannamei, in order to discover genes differentially expressed. Expression levels of these genes will be validated using Real-time PCR. Gene networks will be constructed to explore biological mechanisms and pathways underlying RFI. SNPs will be developed from transcriptome data. Association analysis of RFI and SNPs will be performed to identify RFI-related SNPs based on high-throughput genotyping. This study will lay the foundation for marker-assisted breeding of RFI, and has important significance for breeding Litopenaeus vannamei with high feed efficiency and saving production cost.

随着凡纳滨对虾养殖的集约化发展，饲料成本占养殖总成本的比重越来越大（>60%），如何提高对虾饲料利用效率进而降低饲料成本是一个亟需解决的问题。剩余采食量（Residual feed intake, RFI）是目前最有效的饲料效率评价指标，但对其进行直接选择比较困难，因此，开展RFI的分子标记辅助选育就显得十分重要。本项目拟以凡纳滨对虾家系为材料，通过RNA-seq对RFI极端差异个体的基因表达水平进行检测，发掘存在表达差异的基因，并利用Real-time PCR对差异表达的基因进行验证，构建基因网络，揭示RFI的生物学机制和代谢通路；在转录组数据的基础上开发SNP标记，利用高通量SNP分型技术对RFI性状和SNP标记进行关联分析以鉴定RFI相关的标记。本项目有望为凡纳滨对虾以RFI为目标性状的分子标记辅助选育奠定基础，对培育高效利用营养物质的凡纳滨对虾品种进而节约养殖成本有重大意义

随着凡纳滨对虾养殖的集约化发展，饲料成本占养殖总成本的比重越来越大（>60%），如何提高对虾饲料利用效率进而降低饲料成本是一个亟需解决的问题。剩余采食量（Residual feed intake, RFI）是目前最有效的饲料效率评价指标，但对其进行直接选择比较困难，因此，开展RFI的分子标记辅助选育就显得十分重要。本研究选取RFI极端差异的两个家系，构建一个饲料利用效率高值组、一个饲料利用效率低值组以及一个对照组，分别对每组中的个体进行肌肉和肝胰腺组织转录组测序，经从头组装拼接获得72120个unigene。比较两个极端组和对照组的基因表达谱，分别鉴定出383和240个差异表达基因，大多与细胞的增殖、生长和信号转导、葡萄糖稳态、能量和营养物质代谢等途径有关。功能富集分析揭示了23条显著富集的生物学通路，其中多条通路与碳水化合物、辅酶、维生素和氨基酸等营养物质代谢相关，还发现多条信号通路。这些相关的基因和通路为阐明凡纳滨对虾饲料利用效率性状变异的分子机制提供了有用的信息。此外，基于多家系构成的测试群体构建一个高饲料利用效率极端组和一个低饲料利用效率极端组进行混池转录组测序。在每个极端混池中都预测得到200000个以上的SNP位点，两个混池共享的位点有123219个。在这些位点中有11026个在两个混池间表现出显著的等位基因频率差异（q < 0.05）。经验证，这些由混池转录组测序数据预测得到的显著SNP中有87.9%的位点在个体RNA水平也表现出多态性。通过比较极端混池间的基因表达谱，鉴定得到4231个差异表达基因。在11026个显著SNP中，有568个位于差异表达基因内。功能分析显示，许多携带显著SNP的差异基因与一些基本的代谢过程以及重要的生物学通路有关。这些结果为凡纳滨对虾饲料利用效率性状的分子机制解析以及分子育种工作提供了重要的参考价值。