养殖扇贝重要经济性状QTL精细定位及相关基因功能研究

本申请课题将通过建立低成本、高通量SNP标记分型新技术，大规模筛查分型扇贝的SNP标记，构建高精度遗传连锁图谱（<1cM），将连锁分析和GWAS分析相结合，对扇贝生长和抗高温胁迫性状精细定位QTL；利用数字表达谱分析技术，开展目标性状的eQTL定位；构建WGCNA基因网络，整合QTL、eQTL定位信息，鉴别与重要性状相关的基因网络模块和关键调控基因；克隆重要功能基因及其调控区并进行功能验证。项目将深入解析扇贝高产、抗逆性状的分子基础，阐明扇贝生长、发育、抗逆等生命过程中关键基因和基因网络的作用、效应和调控机理，探讨基因或基因网络与环境因子互作对性状的影响，为扇贝高产、抗逆品种的分子育种提供理论依据和技术支持。

本项目建立了新型高效全基因组标记筛查分型技术2b-RAD，解决了国际同类技术流程复杂、成本高、灵活性差等问题，论文发表于国际方法学顶级刊物 Nature Methods，为无基因组信息的非模式生物提供了成本低廉、高效稳定的全基因组SNP分型技术，使得大规模开展重要水产经济生物性状的精细解析和全基因组选育成为可行；提出了基于混合泊松分布模型的分型算法iML，解决重复序列干扰难题，准确率较国际算法提高20%以上，发明Domcalling分型算法，解决RAD类技术无法利用显性标记的局限，提高分型效率40%；研发了首个可同时分析共显性和显性标记的软件包 RADtyping；构建了扇贝高精度遗传图谱，栉孔扇贝图谱精度达0.41cM，为国际首张精度突破<0.5cM的水产生物遗传图谱，虾夷扇贝图谱标记间距达0.26cM；定位生长、品质等性状QTL 15个，鉴定到扇贝生长主效基因 Prop1、类胡萝卜素积累关键基因BCO like 1等重要性状相关基因；解析了扇贝TGF-β、IGF等信号通路基因多态性与表达调控、表型性状间的关系；揭示了扇贝应对高温的级联网络响应调控机制。项目研究建立了扇贝遗传图谱构建、QTL基因定位及相关分子标记辅助选择的完整育种技术和基础理论，推动了水产育种理论和技术的跨越发展。