翘嘴鳜高密度遗传连锁图谱构建及生长性状QTL多家系定位

Chinese perch (Siniperca chuatsi) is a valuable freshwater fish restricted to China, however, the degradation of germplasm resources has seriously impeded its sustainable development of industrialization aquaculture. It is urgent to persistently carry out genetic improvement for important economical traits in S. chuatsi, therefore, it is of important meaning in both theory and application to actively carry out research on molecular marker assisted breeding. The project uses growth traits as a breakthrough point to effectively provide high reliability molecular markers for molecular marker assisted breeding through high-density genetic linkage map construction and QTL mapping for growth traits in multi-families, including: (1) constructing the high-density genetic linkage map for S. chuatsi with SSRs and SNPs and QTL fine mapping for growth traits in a F1 hybrid family; (2) QTL mapping using SSRs located on the high-density genetic linkage map and further QTL mapping using SNPs (sequences extension) located in QTL confidence intervals for growth traits in another two F1 hybrid families; (3) screening high reliability molecular markers closely linked to growth traits through comparative QTL analysis. The accomplishment of the project would not only lay important foundation for genomics research, but also provide theoretical basis and technical method for molecular marker assisted breeding system establishment and excellent strain breeding in S. chuatsi.

翘嘴鳜是我国特有的淡水经济鱼类，然而种质资源的退化严重制约着翘嘴鳜养殖业的可持续发展，亟需持久地对翘嘴鳜重要经济性状进行遗传改良，因此积极开展翘嘴鳜分子标记辅助育种研究具有重要的理论与应用意义。本项目以生长性状为切入点，通过翘嘴鳜高密度遗传连锁图谱构建和生长性状QTL多家系定位分析，可有效地为分子标记辅助育种提供可靠性高的分子标记，内容包括：（1）在一个杂交F1家系中利用SSR和SNP构建翘嘴鳜高密度遗传连锁图谱并进行生长性状QTL精细定位；（2）利用定位在图谱上的SSR标记在另外两个杂交F1家系中进行生长性状QTL初步定位，并利用位于QTL置信区间内的SNP标记（序列延伸）对QTL作进一步定位；（3）通过QTL比较分析，有效筛选与生长性状紧密连锁且可靠性高的分子标记。本项目的完成不仅为翘嘴鳜基因组学研究奠定重要基础，也为其分子标记辅助育种体系建立和优良品种培育提供理论依据和技术方法。

生长是水生动物最主要的经济性状，由多基因控制，易受环境和遗传背景的影响。传统的数量遗传研究方法将控制性状的多个基因作为一个整体来研究，无法得到决定性状的基因、无法找到它们在染色体上的具体位置、更无法估算每个基因对性状的贡献率。随着现代分子生物学技术不断进步，以遗传连锁图谱为基础的QTL定位可通过对分子标记的基因型和数量性状表型值关系的分析，将QTL定位到染色体的相应位置，并对其遗传效应值进行估算。本研究采用拟测交策略，以翘嘴鳜F1代家系190个子代为作图群体，采用GBS测序技术构建了翘嘴鳜遗传连锁图谱。该图谱包含24个连锁群共2328个SNP标记，图谱长度为1694.3cM，基因组覆盖率为97.9%。翘嘴鳜遗传连锁图谱图谱密度为0.7cM/位点，属于高密度遗传连锁图谱，该图谱的构建为翘嘴鳜QTL定位和分子标记辅助育种提供了重要参考。利用我们所构建的图谱，并结合子代体重数据，对体重进行QTL定位，遗憾的是没有定位到与体重相关的QTL位点。.同时，利用筛选到4个翘嘴鳜与大眼鳜种间特异性标记分析了长江流域中游部分河流或湖泊翘嘴鳜与大眼鳜杂交渐渗现状，揭示了翘嘴鳜与大眼鳜杂交渐渗是引起野生翘嘴鳜生长性能衰退的一个重要因素；leptin作为肥胖基因的表达产物，可通过调控摄食进而影响水生动物的生长，为了探究翘嘴鳜leptins在摄食中的调控作用，采用脑室单次注射不同剂量（10、50、100和500 ng/g BW）的重组leptin-A蛋白和leptin-B蛋白，并统计注射2-4 h后翘嘴鳜的摄食量，结果表明leptin-B对翘嘴鳜摄食的抑制效果明显；miR-34a是一个与细胞生长增殖相关的microRNA,为了探究其与生长是否存在相关性，我们以斑马鱼为模型，利用CRISPR-Cas9技术构建了miR-34a突变体，结果显示，miR-34a突变体对斑马鱼生长不产生影响，而是通过作用GSK3A基因影响精子活力；另外还对长江流域与黄河流域野生黄颡鱼的种质资源进行了评估，该研究为黄颡鱼育种（生长性状）奠定了重要基础。.