凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)体重、存活性状的遗传参数和基因型与环境互作效应

利用7个凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)引进群体,通过双列杂交和巢式交配设计构建家系,建立育种基础群体,估计体重、存活性状的遗传参数和基因型与环境互作效应(genotype by environment interactions,G×E)。结果表明,凡纳滨对虾基础群体体重和存活性状的遗传力估计值范围分别在(0.19±0.09)—(0.43±0.09),(0.27±0.04)—(0.45±0.06),均属于中高遗传力水平,并且统计检验显著(P<0.05)。Z-score检验表明,体重和存活性状遗传力估计值在河北黄骅(HBHH)和青岛鳌山(QBAS)两个测试场间差异均不显著。体重和存活性状的表型和遗传相关系数分别为0.007和0.008,表现为低度线性负相关。对于体重和存活性状,HBHH和QBAS场间的遗传相关分别为0.83±0.04和0.40±0.11。体重性状的G×E效应不显著(K<0.5),但存活性状存在显著的G×E效应(K>0.5)。上述结果显示,凡纳滨对虾基础群体体重和存活性状的遗传变异丰富,多代选择可获得较大的遗传进展。     

凡纳滨对虾的选育与家系的建立

采用对虾阶段式种群选育与家系选育相结合的方法,以三个不同来源的14个凡纳滨对虾（Lito penaeus vannamei）养殖群体为基础进行个体选育、家系选育和家系内选育。共建立了206个不同的凡纳滨对虾家系,养殖过程中根据不同的生物学指标,逐渐淘汰了126个生长、抗逆性状较差的群体,在80个家系养殖到150日龄的商品虾期,对各家系的生长状况和畸形率进行了统计分析。结果表明,各家系在相同或相近的养殖条件下生长速度、成活率和畸形率差别较大,150日龄对虾的体质量呈现明显的正态分布。最终保留了40个生物学性状较好的群体进行F2代的繁育。创造性地进行了对虾的家系选育和个体选育,并首次将对虾的畸形率作为选育的指标之一进行了研究,初步建立了对虾的家系选育体系,为生产实践和理论研究提供了很好的技术平台,同时也为我国未来的对虾健康养殖提供了潜在的良种。     

凡纳滨对虾抗WSSV选育家系的抗病与生长特性

从引进的无特定病原（SPF）凡纳滨对虾（Litopenaeusvannamei）亲虾生产的子代中挑选出生长快、体格健壮等性状良好的个体作为亲本建立16个第一代选育家系,并经223d饲养和感染实验从中挑选出抗病力强、生长快的家系建立21个第二代家系．抗WSSV实验的结果表明：第一代选育各家系经感染wssv（投喂）后的成活率在0～61．5％之间,平均成活率为30．0％±16．5％;第二代选育家系成活率在14．5％～70．0％之间,平均成活率为37．3％±15．2％,比第一代提高24．3％．21个第二代选育家系经28d的生长实验显示：21个选育家系体长特定生长率在0．00l5～0．0142之间,体重特定生长率在0．0053～0．0279之间;两代选育家系抗病与生长的结果表明：抗病较强的家系生长快,抗病差的家系生长慢,但抗病最强或生长最快的家系,其对应的生长或抗病性能则不理想．     

凡纳滨对虾高密度养殖实验

实验时间 4 0天 ,放苗密度 5 0 0尾 /m2 、10 0 0尾 /m2 。凡纳滨对虾初体长为 2 .5 88±0 .341cm ,初体重 (0 .2 39± 0 .0 86 ) g。养殖水体中放置筛绢隔断 ,在不换水的条件下 ,监测水体中无机磷、氨氮的变化趋势 ,初步实验高密度和分隔养殖的效果。结果表明 ,高、低密度氨氮、无机磷差异均为极显著 (P <0 .0 1) ;成活率、产量差异均为显著 (P <0 .0 5 )。高、低密度特定生长率 体重 差异不显著 (P >0 .0 5 )。观察到不同时间不同密度凡纳滨对虾对筛绢隔断的反应不同 ,表明对虾能利用隔断筛绢 ,从而有效提高养殖容量     

10个凡纳滨对虾全同胞家系淡水耐受性比较

目前,生长性状和抗逆抗病性状是对虾遗传选育的主要指标。本文报道了同一批次的10个凡纳滨对虾全同胞家系淡水耐受力和生长性状的比较结果,耐受性试验从P13开始直至4月龄大小,经过连续4次的淡水耐受力试验和生长性状测量比较,结果表明:在同一时期不同家系之间的淡水耐受力存在显著差异,其中P13仔虾中家系C15、C17、C19在淡水中的平均存活时间分别为:78、55和96min。随着日龄的增长耐受力也逐渐增强,2月龄、3月龄、和4月龄的试验中家系C17和C19在淡水中48h的平均存活率最高,分别为25%、65%、40%和60%、55%、48%;综合生长和淡水耐受性分析得出家系C17和C19可以作为耐淡水优良家系选育的候选材料,为进一步选育凡纳滨对虾淡水耐受新品系提供了基础。     

凡纳滨对虾不同家系间繁殖性状的比较

在相同的养殖条件下,从15个凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)留种家系中各筛选30尾雌虾,记录60 d内每尾雌虾的产卵时体质量(SW)、产卵量(EN)、卵径(ED)、受精率(FR)、受精卵孵化率(HR)、连续两次产卵间隔时间(SI),分析各家系繁殖性状的差异性和各繁殖性状间的相关性。结果显示,各家系间繁殖相关性状差异显著(P<0.05),其中F415家系SW为55.36 g,显著大于其他家系(P<0.05),F413家系EN最高为26.52万粒,F402家系雌虾产卵FR和HR率均最高分别为83.19%和84.68%,F407、F401家系SI最短分别为5.03 d和5.06 d,以EN>20万粒、SI<9 d、FR>60%、HR>60%为选择标准,筛选出F401、F405、F407、F409、F413、F415六个家系雌虾作为凡纳滨对虾高繁殖力品系培育的亲虾;各繁殖性状中SW与EN间的相关系数为0.260呈极显著相关(P<0.01),EN与FR和HR间的相关系数分别为0.155和0.239呈极显著相关(P<0.01),SI与EN和HR间的相关系数分别为-0.121和-0.078分别呈极显著负相关(P<0.01)和显著负相关(P<0.05)。研究表明,凡纳滨对虾雌虾繁殖性能具有较大的家系选择潜力;在高繁殖力凡纳滨对虾品系培育的过程中应以雌虾平均单次产卵量和连续两次产卵间隔时间作为的选育的目标性状。     

凡纳滨对虾大量EST的生物信息学分析

凡纳滨对虾是我国乃至世界最重要的对虾养殖种。EST(expressed sequence tags)测序是对没有基因组背景的生物进行功能基因分析最为有效的方法之一。为了研究凡纳滨对虾重要功能基因、以及为筛选分子标记奠定基础,本文集成了一套快速高效的EST信息深度挖掘的方法,并对公共数据库中161 241条凡纳滨对虾EST序列进行分析,获得了20 410 条unigenes,包括14 236条contigs和6 174条singlets。通过与NR数据库比对发现有注释的基因7 984条,并对其余12 426条未知基因中的4 702条进行了功能域注释。对有NR注释的基因的GO 分类分析获得其中2 715条基因的生物学过程、细胞定位和分子功能分类信息。此外,通过与模式生物通路图进行比对和定位,将3738条基因定位到270个KEGG通路图中,发现凡纳滨对虾的9条unigenes与果蝇丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的5个关键基因对应,提示凡纳滨对虾很可能存在类似的重要信号转导通路。另外,通过对6种组织,包括肝胰腺、淋巴器官、血细胞、鳃、眼柄和神经的EST进行比较分析,筛选获得了组织特异性转录本共7 000余条,并对这些特异性转录本进行了功能分类。本研究不仅开发了公共基因资源发掘的方法,也为对虾功能基因的研究利用提供了重要参考数据。     

两个凡纳滨对虾家系体重与体长的关系

凡纳滨对虾Litopeneaus vannamei家系的培育是遗传选育种的基础,其生长特性包括生长速度、体重与体长的关系等,是家系的表型特征。报道了凡纳滨对虾2个家系的体长与体重的关系。通过回归分析,凡纳滨对虾家系1体重(W)与体长(L)的关系为:W=0.0059L3.2809(R2=0.9931);家系2体重与体长的关系为:W=0.0059L3.2974(R2=0.9940),2个家系体重与体长的关系没有明显的变化,得出凡纳滨对虾体重与体长的关系为:W=0.0059L3.2895(R2=0.9934)。     

凡纳滨对虾家系淡水耐受性状与生长性状的关系

本研究对亲本来自不同遗传背景的10个凡纳滨对虾家系进行了淡水应激试验和淡化培育试验,分别测定了其淡水应激存活率和淡化培育过程中的各项生长性状指标,并研究了凡纳滨对虾家系淡水耐受性与其淡化培育过程中生长性状的关系。结果显示:1)10个凡纳滨对虾家系淡水应激存活率存在极显著差异(p0.01),由高到低为TF-1(68%)DG-1(58%)HX-2(56%)SD-1(50.5%)TF-2(38%)=DG-2(38%)DF-1(35%)SD-2(34%)DF-2(33%)HX-1(27%);2)淡化培育过程中,10个凡纳滨对虾家系之间的淡化培育存活率由高到低为TF-1(51%)SD-1(44%)DG-1(40%)TF-2(36%)HX-2(29%)SD-2(25%)DG-2(20%)DF-2(17%)DF-1(16%)HX-1(13%),存在极显著差异(p0.01),体重增长率、特定生长率和体长增长率10个家系之间存在显著性差异(p0.05),而且不同家系的饵料系数之间也存在显著性差异(p0.05);3)获得的家系TF-1的淡水应激存活率(68%)、淡化培育存活率(51%)、体重增长率(17.54mg·d–1)、特定生长率(6.68)和体长增长率(0.53mm·d–1)都高于其他家系,饵料系数(0.82)与其他家系相比则最低;4)淡水应激存活率与淡化培育存活率及体长增长率存在极显著的相关性(r0.8,p0.01),与平均增重率、特定生长率、饵料系数存在一定的相关性(0.5|r|0.8,p0.05)。研究表明:凡纳滨对虾仔虾的淡水应激存活率反映了虾苗的耐淡能力,可作为选择淡化培育用虾苗的一个重要指标;家系TF-1为进一步选育出耐淡能力更强和生长更快的新品系提供了基础。     

凡纳滨对虾生长性状的双列杂交分析

以来源于两个不同遗传背景群体的凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei为亲本,设置PP(P♀×P♂)、PH(P♀×H♂)、HP(H♀×P♂)、HH(H♀×H♂) 4个实验组(P代表进口群体,H代表选育群体),进行进口个体(P♂和P♀)与选育个体(H♂和H♀)间的双列杂交实验,分析比较其子一代的生长与存活情况.结果发现,对虾存活由高到低顺序为HH>HP>PH>PP,PH实验组表现出明显的存活杂种优势,其育苗期间的杂种优势平均值为(27.72±11.88)%,下塘90d后成活率的杂种优势为30.50%.在生长前期(30日龄以前)对虾平均体长和体重的顺序是HP>PH>HH>PP,而在生长后期则为PP>HP>PH>HH.HP实验组在整个养成期(10、30、60和90d)均表现出体长和体重上的杂种优势,杂种优势值分别为24.00%、13.71%、2.55%、2.79%和112.46%、54.06%、8.16%、12.48%.结果表明,选育群体为母本、进口群体为父本的对虾杂交后代的生长和存活性状明显提高.     

光照对凡纳滨对虾幼体变态发育的影响

为了解光照对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)幼体发育和存活率的影响,作者在研究中设定了4种单色光(红、黄、蓝、绿光)及不同光照强度(0、1 500、5 500、12 000 lx)进行实验并就光照对幼体产生的影响进行分析。实验表明:4种单色光对幼体发育变态时间和成活率都有较大影响。幼体从ZⅠ变态发育至仔虾P1,蓝光的幼体发育时间最长,为262.83 h,比对照组多28 h;黄光存活率最低,只有14.49%,比对照组低25.00%,差异显著(P0.05)。同时,凡纳滨对虾幼体在不同的发育阶段对不同光色的敏感度不同,红光和黄光只对溞状幼体变态有较明显的抑制作用,但对糠虾幼体的发育却有促进作用;蓝光和绿光对整个发育阶段都有影响。光照强度对幼体的存活和变态影响差异显著(P0.05)。幼体从ZⅠ发育至P1,12 000 lx光照下幼体变态发育耗时最长(257.33 h),存活率最低(1.63%)。在溞状幼体期,光照大于1 500 lx时,幼体的变态时间增加,存活率下降。糠虾幼体期可适应光照在5 500 lx以下的环境,而仔虾期则可适应120 000 lx的光照。建议根据不同发育阶段调整光照强度,当幼体在ZⅠ时,光强应控制在1 500 lx以下,之后可逐渐增强。本实验结果可为凡纳滨对虾育苗期间的光照管理提供基础数据和理论依据。     

凡纳滨对虾4种血蓝蛋白亚型的特征分析

血蓝蛋白是对虾体内的氧运输蛋白,占血浆中蛋白含量的95%以上.研究表明,它参与了许多生理功能,包括蛋白储运,渗透压调节,蜕皮过程以及骨架形成等等.近年来的研究表明,血蓝蛋白还参与了对虾的先天性免疫反应,具有酚氧化酶,抗菌肽、抗病毒等相关生物活性.本研究从凡纳滨对虾中克隆获得了血蓝蛋白L亚基LvHcL,并对其基因组织结构进行了分析.该基因具有丰富的多态性,含有多个SNP位点.研究中发现该基因亚基至少存在4种亚型,其中一种亚型缺失第二个外显子,仅含有2个外显子.对各个亚型的转录水平分析表明,抗病对虾在病毒感染刺激下,各个亚型的转录水平均会被诱导提高.而普通对虾在病毒感染刺激下,各个亚型的转录水平则被抑制.研究结果表明,血蓝蛋白参与了对虾的抗病毒免疫反应.这些结果不仅有助于深入了解对虾血蓝蛋白的免疫学特点,也有助于促进对无脊椎动物抗病毒免疫机制的认识.     

凡纳滨对虾P23蛋白基因的筛选、表达和生物信息学分析

克隆凡纳滨对虾极端体重个体的组织差异表达基因P23基因并进行生物信息学分析, 为进一步研究该基因的功能以及凡纳滨对虾的分子选育等研究提供信息。以凡纳滨对虾雌虾极端体重个体腹部肌肉为实验材料, 利用抑制消减杂交(SSH)技术构建极大体重雌性个体和极小体重雌性个体腹部肌肉组织正反向消减cDNA文库:正库(以极大体重个体为试验组, 以极小体重个体为驱动组, L-S)和反库(以极小体重个体为试验组, 以极大体重个体为驱动组, S-L)消减cDNA文库, 并采用实时定量技术分析P23基因的组织表达规律, 利用生物信息学对其功能和结构进行预测。以β-actin为看家基因检测两个文库的消减效率分别为210和25, 实时定量技术分析结果表明P23基因在体重的调节中起上调作用。P23基因编码区序列全长495bp, 编码165个氨基酸, GenBank登录号:JF806619。生物信息学分析发现P23蛋白部分序列含有强疏水性, 无跨膜螺旋结构, 两种信号肽预测都显示P23含有信号肽。     

盐度胁迫下凡纳滨对虾体内虾青素在着色与抗氧化的资源权衡

工厂化养殖中产生的环境压力,会导致对虾应激反应的发生以及体色的减弱。为了探究胁迫下对虾体内虾青素的消耗规律以及对虾的着色与抗氧化之间的关联性,本研究通过虾青素强化后盐度胁迫的方法进行了实验。结果表明,与强化前相比,虾青素强化后植物源(夏侧金盏花)虾青素(d-AST)、合成虾青素(p-AST)处理的对虾肝胰腺中虾青素含量分别增加48.0%和17.5%;虾壳中分别增加42.8%和45.2%。富含酯化型虾青素的d-AST在肝胰腺中具有更高的沉积量;而由游离虾青素组成的p-AST在虾壳中具有更高的沉积量,不同形式的虾青素在不同组织中的沉积具有一定的偏好性。两个处理组对虾的体色明显增强。与盐度胁迫前相比,胁迫后d-AST、p-AST肝胰腺中虾青素含量分别减少了15.1%和5.7%,对照组(Ctrl)含量无变化;虾壳中分别减少了17.8%、52.9%和14.3%,各组对虾的体色均显著减弱。胁迫24 h检测到编码虾青素转运蛋白β-1,3-葡聚糖结合蛋白(βGBP-HDL)基因的显著上调表达,可能与虾壳中虾青素的减少有关。随着胁迫的进行,与对照组相比,两个处理组的抗氧化基因均呈现上调表达的趋势;各组抗氧化能力呈现先上升后下降的趋势,并在48 h时达到最大值,d-AST、p-AST分别为对照组的1.35和1.30倍。据此,作者推测对虾体内的虾青素是按照资源权衡的原则在着色和抗氧化功能中进行分配的,在遭受环境胁迫时,对虾会优先将用于着色部分的虾青素(虾壳中)转运至肝胰腺中参与抗氧化,进而表现为体色的减弱和抗氧化能力的上升。     

3个凡纳滨对虾引进群体对温度和盐度耐受力的配合力分析

为筛选凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)人工选育亲本的最佳组合方式,作者采用完全双列杂交交配设计,对3个凡纳滨对虾引进群体建立了9个自繁和杂交组合群体,研究了亲本和子代对温度和盐度的耐受力。研究结果表明:9个群体对温度、盐度胁迫的耐受性均存在显著差异(P0.05),耐高温性状中亲优势(MP)和超亲优势(BP)的变化范围是–17.71%~52.95%和–30.07%~37.96%,其中UM和UH群体的杂交中亲优势均值最高,达到38.61%;耐低温性状MP和BP的变化范围是–22.04%~77.03%和–33.93%~31.17%,其中UM和TZ群体的杂交中亲优势均值最高,为60.85%;耐高盐性状MP和BP的变化范围是–39.41%~76.96%和–42.12%~19.07%,其中UM和TZ群体的杂交中亲优势均值最高;耐低盐性状MP和BP的变化范围是–44.89%~37.05%和–45.68%~28.21%,而UM和TZ群体的杂交中亲优势均值最低,仅为–9.855%;杂交后代耐受性的表现受到父本、母本一般配合力以及杂交组合特殊配合力共同影响,其中UM群体耐高低温性状的一般配合力较高,而TZ群体耐高低盐性状的一般配合力较高;特殊配合力分析表明,UM×UH为强优势组合,存在较强的抗逆非加性效应,杂交优势明显。本研究从数量遗传水平评估选育群体对温盐的耐受性能,可为进一步家系选育提供候选材料。     

凡纳滨对虾幼体不同生长发育时期应答氨氮胁迫的敏感性研究

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是世界上最重要的对虾养殖品种之一。为比较凡纳滨对虾不同生长发育时期应答氨氮胁迫的敏感性差异,作者对其不同生长发育时期24 h半数致死浓度(LC_(50))进行测定,并分析其胁迫效应。结果表明,24 h LC_(50)值在虾的不同生长发育时期差异显著(P0.05),不同时期凡纳滨对虾的LC90与LC_(50)变化趋势相同。在溞状幼体Ⅱ期(Z2)LC_(50)值最低,为17.811 mg/L,在仔虾第V期(P5)时,LC_(50)值最高,为44.808 mg/L。根据LC_(50)和LC90的变化趋势可以看出,仔虾比幼体期的耐受性强。本试验结果不仅为凡纳滨对虾不同生长发育时期的苗种培育提供了重要的基础数据,而且为凡纳滨对虾耐氨氮品系选育提供了重要指导。     

生物饲料对凡纳滨对虾生长、免疫及消化功能的影响

通过8周的生产性养殖试验,研究了以生物酶解小肽、益生菌发酵植物蛋白、破壁酵母蛋白等配制的生物饲料对凡纳滨对虾生长、部分免疫酶活性及消化功能的影响。结果表明,生物饲料组平均产量为1242.5kg/ha,高于普通饲料组平均产量1180.5kg/ha,具有更优的生长性能;此外生物饲料组的对虾成活率为91.5%,高于对照组的86.2%;生物饲料的饲料系数为0.96,而普通饲料为1.01;喂养15~30 d后,生物饲料组对虾的SOD、血清总蛋白含量及溶菌活性较普通饲料组有显著提高;抑菌活性未发现显著差异。生物饲料组对虾总蛋白酶活性有显著提高;生物饲料组水体中的NH4-N、NO2-N等指标略低于普通饲料组,但两者无显著差异。     

基于转录组数据的凡纳滨对虾微卫星标记开发

对虾遗传多样性和育种研究需要大量的分子标记。作者利用凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)转录组测序数据,采用MISA软件进行微卫星序列挖掘,共获得14 767条微卫星序列。统计发现在凡纳滨对虾中微卫星出现的频率为16.76%;在所有的微卫星序列中,2碱基微卫星最多,占59.53%;其次是3碱基微卫星,占35.78%。随机选取其中74条序列设计引物,通过DNA混池扩增和分型的方法进行微卫星标记的开发,PCR扩增的显示有54对(72.97%)能扩增出清晰的目的条带,进一步分型的结果显示27条(36.49%)微卫星显示出多态性,从这些多态性的微卫星位点中选择11个位点在"科海1号"种质库材料中进行个体分型,结果显示在该群体中微卫星标记的等位基因数目为2~11个不等,期望杂合度值为0.256~0.858,观察杂合度为0.213~0.875,多态性信息含量为0.221~0.830,在11个位点中有4个位点显著偏离HWE(P0.05)。本研究结果为后续使用微卫星标记进行对虾遗传学研究,促进对虾的遗传选育和种质资源保护提供了重要基础。     

二溴海因和碳水化合物水平对凡纳滨对虾生长和免疫的影响

研究了低盐度条件下,二溴海因和碳水化合物水平对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长和免疫的影响,共3个实验。实验1研究了二溴海因对凡纳滨对虾存活的影响,发现在0.2、5和20三个盐度水平,随着二溴海因浓度的升高,凡纳滨对虾存活率呈下降趋势;二溴海因对凡纳滨对虾的安全浓度随盐度的增加呈上升趋势。实验2和实验3研究了盐度、二溴海因浓度和饲料中碳水化合物水平对凡纳滨对虾生长和免疫的影响,结果表明:在低盐度养殖条件下,凡纳滨对虾长期生活于二溴海因环境中,可导致对虾处于应激状态,需要消耗体内较多的免疫因子,血清酚氧化酶和超氧化物歧化酶活性降低,生长速度下降,而在饲料中适量增加碳水化合物不仅可促进对虾生长又可起到饲料蛋白质节约作用。     

不同饵料种类、投喂方式及环境条件对凡纳滨对虾相对摄食量的影响

为提高对虾养殖过程中的饵料利用率并减少养殖废水的排放,作者以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为实验对象,研究了不同饵料种类、投喂方式、体质量、充气量、光照强度、水温及盐度对其相对摄食量的影响。结果表明:配合饲料组对虾的相对摄食量显著高于冰鲜虾肉组;连续单颗投喂时对虾的相对摄食量较高;相对摄食量随对对虾体重升高而显著(P0.01)下降,而且不同规格的对虾在竞争条件下平均相对摄食量会降低;充气量6 L/min组对虾的相对摄食量明显高于另外两组;弱光环境下对虾的相对摄食量较高;水温和盐度对相对摄食量的影响极显著(P0.01),在32℃时对虾获得最大相对摄食量,在盐度为5时相对摄食量最小,高盐度下组间差异不显著(P0.05)。因此,在实际生产中应采取少量多次的投饵策略,并根据环境条件的变化合理的调整投饵量。