中國對蝦fenneropenaeuschinensis家系的建立

中國對蝦fenneropenaeuschinensis家系的建立

1高健康中國對蝦苗種選育技術(shù)中國的京劇魚屬于節(jié)肢動物門、甲殼狀、足科、枝突亞門、廣東蝦科和明蝦科。中國的京劇魚主要分布在中國黃海、渤海和漢江沿岸。這是中國北方重要的捕食者和蝦育種基地。20世紀(jì)80年代以后，日本板巖的水產(chǎn)養(yǎng)殖在中國的海水養(yǎng)殖中發(fā)揮著重要作用。近年來，由于過度捕魚和生態(tài)環(huán)境等因素，中國板巖的自然資源迅速減少。特別是自1993年蝦病爆發(fā)以來，中國的蝦業(yè)嚴(yán)重中斷。重要原因之一是，水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用的種子基本沒有系統(tǒng)、手動、定量育種，它們的遺傳基礎(chǔ)仍然是野生的，生長速度、抗病性和品質(zhì)都沒有達(dá)到良好的程度。良種問題已成為中國養(yǎng)蝦業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的主要“瓶頸”之一。因此，培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆品種是必需的，這對于關(guān)系到日本水產(chǎn)養(yǎng)殖。為了獲得高健康中國對蝦幼體,對中國對蝦快速生長性狀和抗病性進(jìn)行了人工選育.針對我國對蝦養(yǎng)殖業(yè)存在的種質(zhì)退化、疾病發(fā)生嚴(yán)重等問題,對中國對蝦高健康種群的選育技術(shù)進(jìn)行了連續(xù)幾年的研究,建立了生長速度快和抗病力強的二個養(yǎng)殖品系.其中中國對蝦快速生長新品種“黃海1號”通過國家水產(chǎn)原良種審定委員會的審定.但是目前的選育方式主要是群體中自然交尾得到后代,從中選擇有特定性狀的個體,這種方法無法避免群體中的近交,得到的后代容易產(chǎn)生近交衰退,從而強烈影響新品種的各種性狀.另一種選育新品種的方式是通過建立對蝦家系,然后從這些家系中分別選擇親本培育后代,從而限制繁殖親本的近交,這方面做的工作較少,已經(jīng)成為亟待解決的問題.中國對蝦家系構(gòu)建方法可采用人工控制親蝦定向交尾技術(shù),但是現(xiàn)階段定向交尾成功率不高,并且操作復(fù)雜,實際應(yīng)用中并不理想.另外一個家系構(gòu)建方法是由人工授精技術(shù)達(dá)到親本的定向交尾,得到子代家系,本方法相對簡便易行,適合在科研和生產(chǎn)中推廣.本文作者從中國對蝦不同種群中選擇未交尾的越冬親蝦進(jìn)行人工授精,獲得了101個全同胞家系,其中包括29個半同胞家系,并對不同家系幼體的生長、發(fā)育和存活等方面和養(yǎng)成階段的生長進(jìn)行了比較研究.2材料和方法2.1親蝦來源的確定實驗在黃海水產(chǎn)研究所海水養(yǎng)殖遺傳育種中心即墨鰲山衛(wèi)實驗基地進(jìn)行,材料采用未交尾的越冬親蝦:乳山灣海捕中國對蝦(RS)、青島近海海捕中國對蝦(QD)和朝鮮群體養(yǎng)殖二代中國對蝦(KC),以及黃海所鰲山衛(wèi)試驗基地的養(yǎng)殖親蝦(包括“黃海一號”和抗病品系“即抗98”).2.2進(jìn)行人工授精2005年3月24至25日,采用4種人工授精方法,對未交尾的親蝦進(jìn)行人工授精.取不同群體的雄蝦或雌蝦與另一群體的雌蝦或雄蝦進(jìn)行人工授精,同時記錄親蝦的眼柄標(biāo)記號碼,以便區(qū)分開后代家系的來源.中國對蝦的人工授精4種具體方法:整個精莢移植、輸精管移植、精莢切塊移植和精液移植.整個精莢移植和輸精管移植前人已做過大量的嘗試,并且方法已比較成熟,這里不再贅述,而精莢切塊移植和精液移植為我們實驗室最新研究的人工授精方法,本實驗中共進(jìn)行了155例雌蝦的人工授精.2.3親蝦的人工誘導(dǎo)所有家系的幼體培育、中間暫養(yǎng)和養(yǎng)成都是在相同的環(huán)境條件下,嚴(yán)格按照對蝦養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)范(NY/T5059-2001)進(jìn)行,人工授精后的親蝦每尾單獨置于室內(nèi)2.8m3(2m×1m×1.4m)的方缸中,水溫控制在14℃,促其產(chǎn)卵.試驗用水為沙濾水,鹽度為27~29,pH8.2~8.6.每個親蝦產(chǎn)卵后,將其撈出,將水溫緩慢升至16~18℃,進(jìn)行幼體孵化,變成無節(jié)幼體后,移入78×80×150cm3的桶中,每個家系一個桶,各家系間嚴(yán)格隔離.2.4家系測試與幼年存活率測量每天觀察受精和產(chǎn)卵情況,在親蝦產(chǎn)卵后統(tǒng)計受精率和孵化率.親蝦產(chǎn)卵后,隨機收集200粒卵在顯微鏡下觀察,統(tǒng)計受精率.受精率為受精卵與所產(chǎn)卵子的總數(shù)之比,以出現(xiàn)受精膜和能進(jìn)行正常細(xì)胞分裂為指標(biāo).各家系取樣,用帶有目微尺的顯微鏡進(jìn)行活體測量,測量后幼體再被放回原處,每個家系每次隨機測量23個個體;每3天對所有家系幼蟲數(shù)量進(jìn)行計數(shù)以計算幼蟲的存活率,每個家系取樣5次,每次200mL,計算幼體密度后,利用外推法求出幼體總數(shù);每次測定幼體密度后,再對各家系的幼體密度進(jìn)行均等校正,以消減密度效應(yīng)的影響.在養(yǎng)成階段,將5個不同家系的所取得個體(每個家系選擇體長較接近的23個個體)分別用VIE(VisibleImplantElastomer)對對蝦尾節(jié)進(jìn)行熒光標(biāo)記,放養(yǎng)在室內(nèi)15m3(2m×5m×1.5m)的同一水池中.對5個家系的中國對蝦進(jìn)行實驗期間體長增長的測定.2.5兩個初始體長的數(shù)據(jù)比較采用SPSS10.0統(tǒng)計分析軟件對不同家系間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,Duncan多重檢驗比較家系兩兩間差異的顯著性,同時采用協(xié)方差分析方法消除初始體長對實驗期間對增長的影響.3親蝦的養(yǎng)殖管理本實驗中進(jìn)行的155例雌蝦人工授精有108尾雌蝦成功產(chǎn)卵并孵化,成功率為69.7%,在此基礎(chǔ)上目前已經(jīng)建立了101個中國對蝦全同胞家系,其中包括29個半同胞家系.由于不同親蝦產(chǎn)卵時間的不確定性,導(dǎo)致家系間和家系內(nèi)幼體生長發(fā)育的不同步,這樣幼體的生長發(fā)育受外部環(huán)境影響差異性較大.因此,本實驗中親蝦的產(chǎn)卵、幼體的孵化和生長發(fā)育都是嚴(yán)格按照對蝦養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)范進(jìn)行,即使整個育苗流程的外部環(huán)境條件達(dá)到一致.并且本實驗中我們主要取了RS(雄,♂)×RS(雌,♀)(35164,屬于RS(♂)×RS(♀)群體交尾,用于測量生長的家系,號碼為雌蝦眼柄標(biāo)記號,下同)、RS(♂)×QD(♀)(35309)、RS(♂)×KC(♀)(35339)和QD(♂)×KC(♀)(35471),這些群體是通過整個精莢移植授精方法產(chǎn)生的家系.3.1產(chǎn)卵的受精率及孵化率3個不同群體內(nèi)或間通過完全精莢移植授精方法親蝦所產(chǎn)卵的受精率、孵化率以及存活率見表1和表2.方差分析顯示,在4個實驗組間都沒有顯著性差異(P>0.05).3.2實驗組中國對蝦幼蝦生長指標(biāo)情況的比較各家系取樣自仔蝦1期之日起(幼體日齡一致)到仔蝦10期為止.在實驗期間,對蝦幼體體長增長及方差分析結(jié)果見下表3.從對實驗組中國對蝦幼體的生長指標(biāo)分析結(jié)果(見表3)可以看出實驗組不同家系間和家系內(nèi)的生長無顯著性差異(P>0.05).3.3實驗組生長指標(biāo)本實驗自8月1日之日起到8月25日為止.在實驗期間,對蝦體長增長及方差分析結(jié)果見表3,4.從對實驗組中國對蝦養(yǎng)成階段的生長指標(biāo)分析結(jié)果(見表3,4)可以看出實驗組家系間的生長增量在實驗階段差異是極顯著的(P<0.01),其主要原因是養(yǎng)成階段乳山灣海捕中國對蝦RS(♂)×RS(♀)(35164)后代實驗組與其他實驗組相比在8月份體長的增長緩慢造成的.4討論和結(jié)論4.14群體間的人工授精進(jìn)行定向人工授精時,由于不同群體的親蝦大小規(guī)格不一,有些親蝦的精莢太大,不易放入雌蝦的納精囊中,即使授精成功,親蝦入水后,精莢也很容易脫出,造成精子流失,從而影響受精,而精莢切塊移植可以避免這種問題.我們在進(jìn)行群體間的人工授精時,由于有的群體雄蝦不足,所以采用該群體已交尾的雌蝦作為精子供體,進(jìn)行精液移植.在人工授精實驗中,整個精莢移植效果最好,并且技術(shù)已成熟,其次是精莢切塊移植.輸精管移植和精液移植效果較差,分析其原因,主要有以下幾方面:對于輸精管移植,獲取的輸精管的部位是否準(zhǔn)確和輸精管中精子質(zhì)量好壞均會影響到受精效果;對于精液移植,精液質(zhì)量好壞及所移取量的多少也會影響受精效果.輸精管移植和精液移植還有待于進(jìn)一步的改善和提高,但在缺少雄性親本時,精液移植也不失為一種好的替代方法.由此看來,在中國對蝦選擇育種過程中,可以采用以整個精莢移植和精莢切塊移植為主,輸精管移植和精液移植為輔的方法,來建立大量的全同胞和半同胞家系.4.2家系間生長與擴大生長研究定向選擇育種的基本原理是假定經(jīng)濟(jì)性狀(如生長速度、抗逆能力等)是由多個微效基因決定并受環(huán)境條件影響而相互作用的結(jié)果.在進(jìn)行性狀的選擇時,首先需建立遺傳變異豐富的基礎(chǔ)群體,利用全同胞和半同胞家系估算該性狀的遺傳力,特別是由多個基因的加性效應(yīng)所產(chǎn)生的遺傳力,在此基礎(chǔ)上確定選育參數(shù),通過選育每代所獲得的進(jìn)展稱做遺傳獲得量.美國海洋對蝦養(yǎng)殖規(guī)劃協(xié)會(MSFPC)對凡納對蝦開展實施遺傳改良計劃,到1998年以來已建立起兩個品系,一個品系的70%來自抗Taura綜合癥病毒(TSV)的個體,30%是生長速度快的個體;另一個品系100%選自生長速度快的個體.夏威夷Makapuu對蝦選育中心每年可以生產(chǎn)兩批80個遺傳性狀各有不同的家系,使美國的養(yǎng)蝦業(yè)在全球普遍下滑的情況下仍能保持健康發(fā)展.澳大利亞也制定了斑節(jié)對蝦和日本對蝦育種計劃,開展了一系列育種研究.本研究所用實驗材料為幾個不同地理群體和養(yǎng)殖群體,這樣以來能保證基礎(chǔ)群體遺傳變異豐富,并且采用不同群體間和群體內(nèi)的人工授精,人為的控制定向交配,一方面可以避免近交所帶來的近交衰退現(xiàn)象,另一方面獲得了101個全同胞家系(其中包括29個半同胞家系)為以后的選擇育種研究和家系選育打下堅實的基礎(chǔ).對蝦遺傳參數(shù)的研究是進(jìn)行各項育種工作的基礎(chǔ).Hetzel等研究了日本對蝦生長的選擇反應(yīng)和遺傳力,一個世代的選擇反應(yīng)平均為10.7%,6月齡平均現(xiàn)實遺傳力為0.234.Goyard等研究了紅額角對蝦的快速生長的選擇育種,第五代選擇反應(yīng)為21%.Finley等對美洲鰲龍蝦的稚蝦進(jìn)攻行為的三項指標(biāo)的全同胞家系的遺傳力進(jìn)行了估計.Malecha等估計了羅氏沼蝦的稚蝦生長性能的半同胞家系遺傳力.Lester等對凡納對蝦稚蝦的9項指標(biāo)的遺傳力估計,同時對紅額角對蝦的幼體3項個體大小指標(biāo)遺傳力估計.Argue等研究了凡納對蝦生長和抗特納綜合病癥病毒的選擇育種,經(jīng)過一代選擇,選擇育種后代比對照組生長速度提高21%(24.2對22g),半同胞遺傳力為0.84±0.4