扇贝基因组选择育种中的近交控制研究

Inbreeding is an important tool for selective breeding. When using inbreeding, the ideal genotypes will be fixed and inherited by offspring. Beneficial allele fixation increases the probability of recessive deleterious allele, more homozygous genotypes will lower population mean and recessive deleterious genotypes will decrease vitality and adaptivity, i.e. inbreeding depression. Therefore, controlling rate of inbreeding by mate selection is very important and necessary in selective breeding. Compared to pedigree, genome-wide markers not only estimate breeding values more accurately, but also measure individual inbreeding more precisely. Hence, mate selection optimization with genome-wide markers, breeding objective and restrictions will maximize net merit and effective population size, and minimize population inbreeding. In this study, we will use genome-wide markers to investigate the diversity of Penglai Red No. 2 population, to estimate its effective population size and optimize mate selection to control rate of inbreeding and maintain the largest effective population size on the premise of expected genetic gain, so that selective breeding is sustainable.

近交是品种培育的重要手段，通过近交可以使理想基因型纯合固定，并稳定遗传给后代。有利基因的纯合也增加了隐性有害基因纯合的比例,纯合子的比例增加会降低群体的均值，隐性有害基因的纯合会导致生活力和适应性的降低，从而产生近交衰退，因此通过选配控制近交程度的增加是育种过程中非常重要且必须解决的问题。相对于系谱，全基因组标记不仅能更准确进行育种值估计，还可以更精确地度量个体的近交程度，因而可以通过基因组标记、选育目标和约束条件对选配进行最优化，使育种群获得最大的净收益、维持最大的有效群体大小和最低的近交程度。本项目的研究目的就是研究通过高通量分子标记研究“蓬莱红2号”群体内的遗传多样性，估计有效群体大小，通过实施选配控制近交程度的快速增加，在保证获得预期遗传进展的情况下，维持最大的有效群体，使育种工作可以持续进行。

近交是品种培育的重要手段，通过近交可以使理想基因型纯合固定，并稳定遗传给后代。但近交有时也会产生衰退，导致生活力和适应性的降低和生产性状均值下降。因此通过选配利用近交并控制近交程度的增加是育种过程中非常重要且必须解决的问题。本研究首先提出了分别用不同分布拟合主效基因和微效基因的方法，将全基因组关联分析和全基因组选择的遗传模型统一起来，不仅提高了基因组选择的准确性，同时也提高了关联分析的精确性。采用全基因组标记构建不同遗传效应的关系矩阵，利用显性混合模型对海湾扇贝的生长性状进行了方差组分分解，揭示了造成扇贝生长性状近交衰退的主要原因是非加性方差占总遗传方差比例较高，有的性状甚至加性方差为0，难以持续选育提高。针对性的提出了充分利用互作效应的选配策略，及开发了相应的考虑近交的选配程序。研究结果不仅对于制定扇贝育种方案有重要启示，对其他物种，特别是引进物种的选育有重要的参考意义。