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维持商业产卵对虾虾家族多样性的考虑

安德鲁·富特(Andrew Foote)博士

在孵化场实施切实措施以减少家庭偏见

熟悉的多元化
这项研究的结果证明了栽培斑节对虾的家庭偏向之间的关系,着眼于这种高度繁殖力物种的采样工作量和基因分型成本之间的平衡,并采取了有效的育种措施来减少家庭偏向。 CSIRO的照片,通过Wikimedia Commons。

有效的育种计划寻求维持遗传多样性,以避免近交问题,并允许长期选择理想的生产性状。与陆地农业物种相反,许多水产养殖物种高度繁殖,大量繁殖和社区饲养,导致偏斜的[非对称]家庭贡献,对育种计划构成了挑战。

在高繁殖力,在社区繁殖(大量)和/或在社区饲养的水产养殖物种中,偏斜的家庭分布很常见。偏见的严重程度给维持家庭特定的遗传多样性带来了挑战,因为需要更多的资源来发现代表性不足的家庭中的个体或可靠地确定相对存活率,以衡量家庭的表现。

在大多数水产养殖物种中,由于它们的体型较小且繁殖力高,因此无法使用物理标记方法来追踪从独立产卵中识别出的科。虽然可以在孵化场中单独产卵和饲养家庭,但这需要大量资源,并在家庭之间引入了额外的环境导致的育种效果。

追踪和识别家族的有效替代方法是使用遗传标记进行谱系分配。这些遗传学方法已被证明可从社区培养的家庭中检索重要的家谱信息。在一些重要的社区饲养的水产养殖物种中,遗传标记已用于父母分配和家庭分布。

在商业化养殖条件下,对家庭偏见或社区养虾的家庭比例变化的了解有限,尤其是,这可能会如何影响基因分型策略,以在育种计划中检索家庭业绩数据。黑虎虾 斑节对虾,是高繁殖力水产养殖物种的一个例子,通常在每个产卵的后代生产中显示出数量级的差异。

本文改编自 publicación原始 (F.A.,D.Simma,M.Khatkar,H.Raadsma,J.Guppy,G.Coman,E.Giardina,D.Jerry,K.Zenger和N.Wade.2019。大量繁殖的对虾:一个案例 斑节对虾。正面。基因10:1127.)-一项有关确定家庭中家庭差异的研究报告 斑节对虾 从三批(单独的产卵事件)到两个年龄:在商业成年池塘中放养之前的30天培养(DOC),以及收获时的150 DOC。

配置工作室

的野生繁殖者 斑节对虾 它们是在澳大利亚北领地沿岸获得的,并转移到昆士兰州飞鱼点的一家商业孵化场。亲鱼进行了常规的商业成熟:将它们以每平方米三只的密度放在室内水箱系统中,海水流量保持在28±0.5摄氏度,并饲喂商业成熟的饲料。

总共678个潜在的育种父母被允许在罐中自然交配,未交配的雌性被人工授精。单侧切除雌性的眼柄,将卵巢成熟的雌性放置在公共产卵池中,任何时候最多可交配五只雌性。由于复制者被分组,所以家庭贡献没有平等。产卵池之间也没有均衡。育种者没有标记,因此产卵时不知道有贡献的父母。相反,基因分型将追溯确定父母。

产卵后要进行常规的商业洗涤,然后转移到孵化池,然后收获孵化的无节幼体并转移到幼体饲养池(LRT)中,以商业日粮将其养成最多30 DOC。在30 DOC时,将LRT汇集起来,并将子代在常规商业条件下以每平方米约45的密度放到商业养殖池中,直到以150 DOC的价格收获。将三批独立的家庭分开放置,对三批供养父母,幼体池和成年池塘进行跟踪和采样,以进行基因分型和父母分配。

Los tres lotes de 斑节对虾 在两个生命阶段(30和150 DOC)以及亲鱼中对产卵群进行采样,以确定该科的起源。固定所有组织以进行遗传分析,并提取总核酸(TNA)。来自每种亲鱼的遗传材料,以及来自30个和150个DOC的每个个体后代的遗传材料,都具有独特的噬菌斑位置和识别标签,从而可以在整个提取过程,基因分型和亲本分配过程中追踪单个组织。

有关动物起源,产卵和饲养的详细信息;基因取样;核酸提取和基因分型;家庭津贴;相对家庭供款;和在偏见家庭捐款下的抽样工作,请参见原始出版物。

结果与讨论

总体而言,在678位潜在父亲中,共有199位为样本中的后代做出了贡献。在30个DOC处总共采样了2,914个个体,在150个DOC处采样了2,820个个体,其总分配率为30.6%(统计技术用于确定个体与种群之间的关系,将参考种群作为个体起源)。 DOC和150 DOC时为99.3%。最低分配率为97%(LRTc),而每批1、2和3的平均分配率分别为99.5%,98.1%和98.6%。

贡献显着不同于零的家庭被指定为“nivel superior”对于每个批次,其余家庭的个人太少,无法可靠地检测出来或进行额外的统计分析。总体而言,顶级家庭的数量是第一批54个家庭中的33个,第二批35个家庭中的22个,第三批33个家庭中的24个。

在两个重要的商业时间点,每个池塘大约500个人的样本量,每批次1,000个样本 斑节对虾,足以检测和重新检测所有家庭,最稀有的除外。这可以确定家庭分布的不对称性,家庭相对贡献的变化以及具有相同家庭的池塘之间收获时家庭类别的差异。但是,专注于遗传改良的育种计划通常会受益于更大的样本量,以改善检测到的家庭数量以及每个家庭的绩效评估准确性。稍后将讨论更大的样本量和采样策略以及实用的孵育技术的好处。

熟悉的多元化
图1:第1批(A)的池塘A和B的家庭分布从30 DOC变为150 DOC;批次2(B)的池塘B和C,以及批次3(C)的池塘D和E。星号突出显示P比率的显着变化<0.05.

每个池塘大约500个个体的采样足以捕获所有三个批次中的六个池塘中六个池塘中的四个(在池塘播种时为30 DOC,在收获时再次为150 DOC)。将剩余批次中的两个池塘合并时,批次样本大小约为1000,足以在两个时间点捕获较高级别的所有科目。的一般不对称 斑节对虾 在当前研究中,产卵量的增加是由于池塘放养(30 DOC)而增加的,其中相对家庭贡献为<1至11%,直到收成(150 DOC),相对家庭贡献为<1至18%。当前研究中家庭偏见的程度与其他水产养殖种类(包括其他对虾)相似。

结果表明,在确定采样和基因分型工作以可靠地确定育种计划中的家庭多样性时,必须考虑家庭偏见的差异,包括每种物种的特定影响和生产周期中的采样时间。

要了解家庭偏见的相对影响并制定缓解策略,有必要确定偏见的根本原因。每个批次的播种偏差(最大相对家庭贡献为17.7%)高于每个批次从播种到收获的偏差(最大家族贡献为9%),这表明诸如可变生殖繁殖力和幼虫存活对家庭偏见的影响大于池塘成长期期间的差异存活。

先前的研究报告说,在孵化场生产的这些阶段中,孵化场的做法和不同的家庭生存状况可能导致一代人的有效种群数量急剧减少(减少70%以上)。孵化场可以采用切实可行的策略来减少家庭对池塘补给的偏见,例如在孵化场中的各个时间进行个体产卵和后代的公平分组。虽然将家庭归为更靠近池塘放养点的家庭将导致家庭分配更加公平,但将家庭分开以追踪家庭出身也有可能带来各种饲养环境影响。

根据育种计划的要求,最好的和最实际的折衷办法可能是通过单独产卵并在后代孵化后通过分组家庭进行配对来减轻可变的生育力。

从池塘播种到收获的相对家庭比例的变化可以用来衡量相对家庭生存,从而可以对家庭进行分类,并可以作为育种计划中的潜在选择标准。虽然观察到许多家庭从种植到收获的相对家庭比例都有变化,但每个池塘大约500个样本量仅导致检出顶层家庭中31%的比例和所有家庭中20%的比例的显着变化。

如果将此相对生存率用作绩效指标,则应增加样本量,以检测较大比例的家庭中的重大变化。例如,将样本量增加到5,000,将发现78%的家庭发生了重大变化。将来可以通过诸如DNA池化或组合等策略在其他生产动物(如鸡,牛和绵羊)中进行验证,从而促进具有成本效益的策略来增加基因型个体的数量。 DNA融合可显着节省成本,每个样品具有许多基因型合并个体。

对于这三批中的每批,家庭的相对存活率以及池塘之间的相对贡献对家庭的排名几乎没有一致性。但是,在所有池塘中,富裕家庭中上下层的大多数家庭是一致的。池塘中家庭生存表现的这种差异突出了除了遗传影响外,农业对环境的影响。将来的试验可以将家庭均匀地存放在重复的池塘中,以区分影响相对家庭生存的基因型-环境(G×E)相互作用的强度及其变化,基于家庭的遗传价值。

在大规模产卵方法中,也可以更容易地控制近亲繁殖,在这种方法中,对育种者进行标记并知道系谱/亲子关系,因为这将允许报告交配杂交和追踪对后代的贡献。但是,必须认识到,在公共产卵和饲养方法中,较小的家庭更难追踪,更容易迷路。

透视

总体而言,从池塘补给(30 DOC)到收获年龄(150 DOC),偏向的相对家庭供款增加了。但是,池塘放养中的不对称性大于池塘生长过程中不对称性的增加。因此,在孵化场实施的实际缓解策略可能会减少总体偏见;但是,有必要考虑实施策略的成本,实用性和不同的环境影响。匹配并汇总无生育能力的家庭的供款可能是一种有利可图的策略。

从种群到收成年龄的家庭相对比例的变化提供了生存率的度量标准,并为每个家庭确定了家庭排名,可以将其作为选育标准纳入选育计划。池塘之间生存分类和家庭的差异强调了环境影响生存的重要性。每个池塘大约500个基因型个体的样本量足以观察发现的偏差,足以在收获年龄发现大多数家庭。

但是,较大的样本量将允许每个家庭检测更多的个体,并且将提高检测相对比例显着变化的家庭的能力。包含家庭偏见的模型表明,检测到最低的25%的家庭所需的采样数量增加,以及池塘生长过程中比例的变化。

总体而言,本研究提供了有关采样工作的实用信息,以准确,可靠地为高生育力水产养殖品种(包括虾)中的未来选择性育种计划准确地检测科,并就减轻偏见的关键行动提出建议。

原始出版物中提供了参考。


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