中国对虾"黄海2号"人工选择下的分子变异

The directional selective breeding will have some clues on the species genome. "Huanghai No. 2" (registration no. GS01-002-2008) is a new variety of Fenneropenaeus chinensis ratified by the National Certification Committee for Aquatic Varieties of China in 2008. It has a prominent advantage in growth and resistance to WSSV. In 2015, the pedigree of "Huanghai No. 2" F. chinensis was extended up to sixteen generations. To explore the molecular variation mechanism of "Huanghai No. 2" F. chinensis under selective breeding, "Huanghai No. 2" F. chinensis and wild shrimp will be used in this study. The phenotypic character and genetic improvement will be analyzed to compare the difference in the two types of shrimp. Reduced-representation sequencing and transcriptome resequencing will be used to compare the difference at the genome and transcriptome level respectively. After comparation, we will explore the characterization of the shrimp in the selective breeding and obtain the information of the region or loci selected in the breeding, even the trend. Meanwhile, a high-density SNP based genetic linkage map will be constructed. This high-density genetic linkage map（<0.5 cM） will not only be useful for QTL detection but also the linkage group related to selective breeding. After combining the transcriptome data obtained previously and the data in this study, we will build a comprehensive knowledge on the molecular variation mechanism of "Huanghai No. 2" F. chinensis under selective breeding and further provide more useful information on the selective breeding of shrimp.

人类高强度、定向的人工选择，在物种基因组中会留下驯化的痕迹。中国对虾“黄海2号”新品种已历经16代高强度人工选育，其生长和抗病等性能比野生群体表现出显著优势。为了探究人工选育条件下中国对虾的分子变异特点，拟以连续选育的“黄海2号”新品种和未经过选育、无人工放流的朝鲜半岛南海野生中国对虾群体为研究对象，在比较群体的表型性状及遗传进展的基础上，以简化基因组测序和转录组测序为手段，通过比较基因组学、比较转录组学、高密度遗传连锁图谱构建（<0.5 cM）及QTL定位等分析，在基因序列水平和基因表达水平探究中国对虾在人工选择和自然选择条件下的分子变异特征，进一步寻找受到强烈人工或自然选择的区域、标记及趋势，并深入挖掘受到强烈人工选择区域在遗传连锁图谱上的分布趋势，以及这些位点是否与QTL相关联等，以期为中国对虾的人工选育策略提供理论支撑，并为进一步加速中国对虾人工选育进程提供精确导向。

中国对虾“黄海2号”已被证实在生长和抗病性能等方面相比野生群体有显著优势。在长达16代的高强度人工选择进程中，该选育群体在分子层面与野生群体会产生一定程度的变异。本研究以遗传评估、简化基因组测序和转录组测序为手段，在性状、基因组水平及表达水平研究这种变异的特点，进一步筛查出受选择的区域、标记及趋势。研究首先利用近几年构建的家系和性状测试结果，评估各性状的累计遗传进展在12.81%-40.45%之间；各性状的遗传力在0.058-0.132之间，表现为中低遗传力；选育群体在各性状中较野生群体提高了13.51%-32.05%不等；利用选育群体中一个作图家系，构建了首张中国对虾高密度遗传图谱，上图标记12884个，标记间隔0.41cM；对29个重要性状定位共筛查出101个与生长、抗性及性别相关的QTL位点；对中国对虾基因组进行了预测序和拼接，初步了解了其基因组特征，基因组预估大小2.6G，杂合率为0.93%，拼接得到的序列数据库为相关分析提供重要基础。对4个世代的选育群体和1个野生群体亲本高通量测序，构建了包含83,767个SNP的标签数据库，进一步获得中国对虾选育群体和野生群体全基因组水平的分子变异特征，包括基因频率、碱基突变特点等；利用5类多态性指标参数变化解析选育过程中遗传多样性的变化；进行了遗传分化、遗传距离特征解析；发现整体水平上选育群体遗传多样性维持较好，基因频率没有显著变化，选育进程可能只对某些特定位点产生了影响。进一步筛选到246个差异SNP位点。利用人工感染WSSV的前、中、后期的多样品分析，获得14262条注释高同源性unigene；完成COG、GO分析、筛查出295条KEGG通路；完成了896个差异表达基因筛选及变化特点分析；对8个免疫相关基因进行了验证，从而获得中国对虾选育群体和野生群体转录组水平的分子变异特征。本研究结果为中国对虾的人工选育策略提供理论支撑，并为进一步加速中国对虾人工选育进程提供精确导向。