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太平洋白虾耐氨性的遗传力估算

孔洁博士

结果显示了针对特定盐度的氨耐受性改进方案的潜力

阿勒尼亚科宽容
这项研究的结果表明,在特定盐度条件下改善氨耐受性的潜力。 凡纳滨对虾.

太平洋白虾由于具有极高的盐度(可耐受多种盐度),快速的生长速度以及在高种群密度下的高成活率等优点,凡纳滨对虾)是世界上最受欢迎的养殖虾种。

高浓度的氨水是虾养殖池塘中最常见和最重要的毒性因子。水中氨的增加可以抑制虾的免疫防御系统,并提高其对病原体的敏感性。我们之前进行过一项研究,以了解氨胁迫对人体有害影响的分子机制 南美白对虾 并且我们确定氨应激反应中涉及的大多数关键基因都可能与免疫防御功能有关。

先前的研究表明,氨胁迫对水产养殖生物的早期发育更具毒性,并且已经广泛发现它对幼年对虾具有致死作用。幼虾对成功繁殖至关重要,因为在此期间经常发生高死亡率。数量性状(由多个基因控制的表型)的表型(生物的可观察特征或性状)由遗传和环境资源及其相互作用决定;因此,基因型与环境之间的相互作用(G×E)将在遗传改良中发挥重要作用。

南美白对虾 由于其盐度不同,它在不同的盐度水平下生长,但是一些研究表明,低盐度可以增加氨对虾的毒性,并且我们还证实了氨胁迫可以影响渗透调节的途径。如果在不同的盐度水平下耐氨性的G×E相互作用显着,则该性状的选择响应将根据不同的盐度水平而变化。在此基础上,有必要了解早期耐氨性的遗传性以及不同盐度水平下G×E相互作用。 南美白对虾.

本文改编自 publicación原始,有关一项研究的报告,该报告估计了耐盐幼鱼对氨的耐受性。 南美白对虾 盐度为30 ppt和5 ppt。我们估算了两个不同盐度水平(30和5 ppt)初期凡纳滨对虾幼体(平均体重0.5克)氨耐受性的遗传力,并估算了体长与耐受性之间的遗传相关性。两种环境中的氨含量,以验证氨耐受性与个体发育之间的关系。

这项工作得到了中央公共利益科学研究所基础研究基金CAFS(第2016HY-ZD04号),国家自然科学基金(第31302179号)和台山工业学术计划的支持。种,国际农业科学技术先进计划简介(No. 2016-X39)和中国博士后科学基金(No. 2015M572095)。

配置工作室

这项研究是在中国河北省黄hua市的河北鑫海水生生物技术有限公司的设施中进行的。创始人的动物是从美国和新加坡的不同公司引进的七种商业改良品系中收集的。这七个菌株的无病毒个体被用来通过人工授精来产生130个全同胞家庭的基本种群(G0),其中包括114个男性和108个女性,包括69个半同胞家庭。选择率低的家庭被从育种计划中剔除,其余家庭中选择率高的雄性和雌性被选择来生产下一代。

实验虾来自第五代(G5)的91个全同胞科(52个半同胞科)。在大约45天时,从每个家庭中随机选择了约400个幼虫,并将它们放在拖网笼(0.5立方米)中,将它们分别放置在两个大池塘(60立方米)中进行饲养。每个家庭的密度相同。用过滤后的淡水将其中一个池塘中的海水从30 ppt稀释到5 ppt,持续约三周。但是,另一个池塘中的海水保持在30 ppt。除盐度外,两个池塘之间的其他管理条件保持不变。

获取有关基本种群起源和选择程序的详细信息;高浓度氨的挑战;统计分析,包括方差成分和遗传力估计;以及通过环境相互作用估算基因型,请参见原始出版物。

结果与讨论

在这项研究中,我们首先报道了在正常盐度(30 ppt)和低盐度(5 ppt)下早期幼体对氨的耐受性(逆境-压力适应性)以及两者之间的G×E相互作用。两种环境探讨通过选择降低虾类死亡率的可能性。许多研究报告说,氨胁迫对虾的早期毒性更大,这一发现在本研究中得到了证实。

在本研究中,总共获得和分析了7,221条个人记录,包括正常盐度条件的3,624条记录和低盐度条件的3,597条记录。最终测试人员的数量少于初始人员的总数(7,280),这可能是由于实验过程中的自相残杀。给出了每个家庭在平均死亡时间(SS)中的存活率的样本数量,简单均值,最小值,最大值,标准差和变异系数。50),存活时间(ST)和身长(BL),如表1所示。 SS的第25个百分位,平均百分位,75个百分位,最小值,最大值和离群值50 每个家庭的平均ST值如图1所示。

图1:(a)到平均死亡时间的家庭生存率的箱形图。 (b)家庭平均生存时间的箱形图。将族的第25个(顶线),中位数(内线)和第75个(底线)百分位数绘制为正方形。最小值,最大值和观测值显示为-,–和○。
耐氨性
表1.样本/家族数(N)以及ST,SR50和BL值的平均值,最小值,最大值,标准偏差和系数的变化。

结果显示SS的值50 在正常和低盐度条件下,在急性氨胁迫下,各家庭之间差异很大,但在正常盐度条件下,暴露于急性氨胁迫下,变化更大。此外,在正常和低盐度条件下,在急性氨胁迫下的存活时间在家庭和个人之间总体上也存在很大差异,但在个人水平上进行分析时的差异大于在家庭水平上进行的差异,如偏差所示。更高的标准(SD)和变异系数(CV)。

在两种环境下的91个家庭中,ST的CV分别为27.38%和29.27%,但在两种环境下的个人中,这些值分别为46.87%和54.48%。尽管正常盐度条件下的氨浓度(32 mg / L)比低盐度条件下的氨浓度(18 mg / L)高,但在正常盐度条件下的急性氨胁迫下的平均TS(36.64小时) )明显高于低盐度条件下(24.80小时),而正常盐度条件下的差异更大。关于BL,在个人水平上分析也比家庭水平上显示出更大的方差,但两种设置之间没有显着差异。

在正常和低盐度条件下,急性氨胁迫下每个家庭的累积死亡率和平均生存时间分别如图2和图3所示。在低盐度条件下,在急性氨胁迫下这些家庭的累积死亡率在各个采样点上均显着高于正常盐度条件下的累积死亡率(图2)。低盐度条件下的所有个体在暴露了69小时的急性氨胁迫后均已死亡,但此时,处于正常盐度条件下的115只动物(占3.5%)仍然存活。这表明在相同环境下以及两种环境下家庭之间的平均生存时间差异很大,但是在低盐度条件下,大多数家庭在急性氨胁迫下的平均生存时间是相当可观的。低于正常盐度条件下的家庭(图3)。

耐氨性
图2: 南美白对虾 在正常和低盐度条件下的急性氨胁迫期间。

 

图3:每个未成年人家庭的平均生存时间 南美白对虾 在正常,低盐度条件下的急性氨胁迫期间。

尽管高温和低盐度会增加氨胁迫的毒性,但在我们的研究中,在较低氨浓度下较短的生存时间也表明,年轻的虾对氨毒性更敏感。此外,我们还观察到较低的盐度增加了虾对氨的毒性作用的敏感性。正常盐度条件(30 ppt)下72小时的致死氨浓度为32 mg / L,明显高于低盐度条件(5 ppt)下观察到的18 mg / L的值。

在正常盐度条件下,所有急性氨胁迫下的个体平均生存时间为36.61小时,远高于在低盐度条件下观察到的24.80小时,并且大多数人的平均生存时间在正常盐度条件下,处于氨胁迫下的家庭数量明显高于在低盐度条件下的家庭。在每个采样点,正常盐度条件下家庭的累积死亡率显着低于低盐度条件下的家庭。这些结果表明低盐度增加了氨胁迫对虾的毒性,这与以前的研究结果一致。我们的结果表明,耐氨性虾的选择应在初始阶段和低盐度水中进行。

我们估计在正常和低盐度条件下,在氨胁迫下平均体重为0.5克的虾的耐氨性的遗传力。在两个盐度水平下,氨胁迫下的遗传力估计值显着高于以前的研究,这表明通过在初始阶段进行选择来提高虾的氨耐受性可能是非常有利的。

在该实验之后,对氨敏感和耐氨的人群进行了白斑综合症病毒(WSSV)感染实验,以检测氨耐受与WSSV耐药性之间的关系。结果表明,耐氨性种群对WSSV的抵抗力也明显高于对氨敏感的种群。高遗传力可以大大提高耐氨性虾,这可以提供降低死亡率,提高对病原体抵抗力和减少传染病的另一种方法。

我们检测到与以前的研究一致的身体长度和氨耐受性之间的强正相关。体型与耐氨性之间的强正相关性表明,有必要在早期选择耐氨性虾,而高生长选择不会对虾的耐氨性产生不利影响。

G×E相互作用是指在不同环境中反应不同的基因型,因此导致不同的产量。与1显着不同的环境之间的遗传相关性表明存在重新分类效应,也就是说,应该在不同环境中对基因型进行不同分类。一般而言,水产养殖中性状的选择总是在主要环境中进行。例如,通常在正常盐度条件下选择对氨的耐受性。但是,从选种中获得的优质虾的后代在大多数情况下会转移到不同的商业生产环境中。

在我们的研究中,我们发现不同盐度水平之间对氨氮的耐受性具有很强的重新分类效果(即较低的遗传相关性),这表明盐度可能会显着影响耐氨性的遗传优势。氨。此外,环境之间的遗传相关性会随着环境之间差异的增加而降低。当一个特性具有强烈的G×E交互作用时,最好在多个环境中进行选择,例如内核环境和其他生产环境。因此,必须有针对性地实施虾育种程序以在特定盐度下耐受氨。

透视

根据我们的结果,我们首先报告了早期幼体对氨的耐受性的遗传性以及正常盐度和低盐度之间的G×E相互作用,以探索通过选择提高虾对氨的耐受性的潜力。结果表明,耐氨的遗传力在幼鱼的中高。 南美白对虾,这表明通过提高我们的选择性育种计划的选择强度,可以获得快速的氨耐受性遗传增益。但是,在正常盐度条件下,氨耐受性的遗传力明显高于在低盐度条件下。

此外,在正常盐度和低盐度条件下对氨氮的耐受性检测到强烈的G×E相互作用,这表明应有针对性地实施虾对特定盐度的耐氨性育种计划,并且基于较高的遗传力,基于更快的遗传改良速度,正常盐度环境是更好的选择。

此外,氨耐受性和体型之间的显着且强烈的正校正表明,应在初始阶段选择耐氨虾。

参考可以从相应的作者处获得。

编者注:本文有11位作者(在关键字部分中提到),但是仅列出了相应作者的隶属关系和联系信息。

信加 主张 cn 推特 @GAA_Advocate


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