CN102630617A - 罗非鱼配套系和两系配套间的保种、筛选和制种方法 - Google Patents
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Abstract
一种罗非鱼配套系内保种、筛选和制种方法，包括以下步骤：遗传变异丰富的配套系基础群体的构建、配套系内家系生产、管理的操作程序的制定、配套系内个体的标记及重要生产性状的遗传评估分析和配套系内个体选配方案的制定，本发明还提供一种利用所述方法建立的配套系进行两系配套间的杂交制种方法。本发明具有针对性虽、选育效率高、能有效防止配套系亲本近交衰退等特点，罗非鱼杂交良种收获体重比对照组产均提高30％以上，养殖存活率也明显高于对照组。为鱼类良种的培育开辟了新的技术途径，尤其是在鱼类杂交育种中配套系的保种、筛选和制种中应用新的选育方法，也适宜在所有养殖鱼类中推广应用，推广应用前景广阔。
Description
技术领域：
本发明属于动物育种领域，具体地涉及罗非鱼配套系和两系配套间的保种、筛选和制种方法。
背景技术：
在国内，在鱼类育种方面自20世纪60年代以来开展了不少的试验，淡水经济鱼类有了112个杂交组合。其中兴国红鲤经5代选择，它的生长速度比未经选育的快12.7％，繁殖力和抗病力都强，同时也是我国鲤鱼杂交育种的重要亲本。荷包红鲤经过5代的选育，其生长速度快、食性广、适应力强，肌肉脂含量是野生鲤鱼的2.5倍。彭泽鲫是在80年代经过7年6代选育而成，其生长速度比选育前快50％，比普通鲫鱼快249％。这些杂交品种的培育，都是建立在选择育种的基础上，因为杂交用的亲本者是经过选育的优良选育群体。
在海水动物育种研究中，杂交育种技术应用最成功的例子当首推皱纹盘鲍杂交育种。用杂交制种技术环仅使病害泛滥的鲍养殖摆脱了困境，同时也于2005年被全国原良种委员会审定为优良品种。类似的研究还包括牙鲆(♀)×石鲽(♂)、牙鲆(♀)×星鲽(♂)、牙鲆×夏牙鲆等杂交育种方面，开展了一定工作，这些杂交组合都表现出了较好的生产性状，具有进一步研究和推广的价值。近半个世纪以来，国外发达国借助线性模型理论、计算机科学、计算数学等学科领域的研究成就，形成了以BLUP方法进行多性状遗传评估为主流的技术趋势。该技术需要大规模地建立家系，并时家系和个体标识别，记录个体的性能和系谱信息，利用先进的统计学方法，严格地在家系水平上选种和配种，解决近亲交配及由此导致的种质退化问题。但对罗非鱼基于BLUP方法的杂交的配套系和两系配套间保种、筛选和制种，目前尚未见报道。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种罗非鱼配套系内保种、筛选和制种方法，采用BLUP遗传评估方法，以家系为选育单位选育配套系，通过控制近交、家系选育，建立鱼类配套系内保种、筛选和制种方法，为鱼类优良品种的培育提供技术手段。
本发明是按如下技术方案实现的：
一种罗非鱼配套系内保种、筛选和制种方法，包括以下步骤：
1)、遗传变异丰富的配套系基础群体的构建
收集来自不同种类、国家或地理的资源群体，每个群体数量1000-2000个体；
2)、配套系内家系生产、管理的操作程序的制定
通过调节罗非鱼养殖环境控制两配套系内罗非鱼的性腺发育，使雌鱼同步产卵，尽可能的产生同一规格和日龄的后代；利用人工授精技术和巢式交配设计，建立和生产父系半同胞家系组；制定家系苗种培育、中间暂养、共同养殖阶段的统一操作管理程序，降低不同家系间个体环境条件和管理操作的差异；
3)、配套系内个体的标记及重要生产性状的遗传评估分析
用鱼类标记区分家系和个体，然后将标记的个体混养至一个养殖池中；收获时追踪并建立个体的系谱资料信息，充分的利用个体所有的亲缘关系和性能资料；针对体重性状，考虑性别、池塘号、家系和入池前的平均体重，建立遗传参数精确评估模型，估计性状的遗传力。
体重遗传力估计模型动物模型如下：
yijkl＝u+Ti+Sj+(T ·S)ij+bxk+al+eijkl
其中：y为收获时体重，u为群体体重均值，T和S分别表示池塘和性别固定效应，x为入池前平均体重，b为回归系数，a为加性遗传效应，e为随机残差；
利用上述模型消除固定效应和其它随机效应的影响，然后进行BLUP方法分析，估计尼罗罗非鱼和以色列红罗非鱼配套系的家系和个体的育种值，体重育种值的具体计算方法见张天时等中国对虾体重育种值估计的动物模型分析一文(海洋水产研究，2008，29(3))；
4)、配套系内个体选配方案的制定
以家系和个体的体重育种值为标准，根据体重育种值由高到低筛选家系育种值排名在前的家系，并根据育种目标确定留种家系和家系内留种个体的数量；家系间交配亲缘关系每代控制近交率小于0.01，进行随机配种，生产后代，然后进行养殖；传代过程中继续按2-4步制定的程序进行传代。
进一步，所述的步骤2中通过调节罗非鱼养殖环境控制两配套系内罗非鱼的性腺发育，其中养殖环境中的温度调控具体步骤如下：首先根据性腺发育程度将雌鱼分为4个不同的发育阶段，包括准备产卵期、肿胀期、未准备产卵期和已产卵期；然后将准备产卵期亲鱼温度调整为25-26℃，肿胀期亲鱼调整为27-28℃，未准备产卵期亲鱼调整为29-30℃。
本发明还提供一种罗非鱼两系配套间的筛选和制种方法，利用上述方法建立的罗非鱼配套系进行两系配套间杂交制种的方法，具体包括以下步骤：
对经过所述罗非鱼配套系内保种、筛选和制种方法建立的两个配套系个体进行两系配套间杂交制种，在配套系内选择高育种值的家系，并根据繁育的目标确定留种家系的数量，家系内选择高育种值个体，同时根据繁育的目标确定家系内留种个体的数量，根据雌雄比例为2∶1在配套系间进行搭配。
本发明与现有技术相比的有益效果
本发明采用个体标记技术，实现了不同配套系在相同环境条件下的性状测试，消除了环境因素对BLUP育种技术育种值评估的影响，提高选择的准确性和可靠性。通过家系个体标记和控制家系间的近交系数制定配种方案可以准确、严格地控制近亲交配，构建了有效防止配套系近交衰退方法。而现有育种技术尤其是杂交育种中配套系的保种方面，多利用扩大基础群体的方法控制近亲交配和近交衰退，存在一定的盲目性。本发明具有针对性强、选育效率高、能有效防止配套系亲本近交衰退等特点，罗非鱼杂交良种收获体重比对照组产均提高30％以上，养殖存活率也明显高于对照组。为鱼类良种的培育开辟了新的技术途径，尤其是在鱼类杂交育种中配套系的保种、筛选和制种中应用新的选育方法，也适宜在所有养殖鱼类中推广应用，推广应用前景广阔。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明的方法内容作进一步的解释。
2010年4月份在河北省沧州临港中捷罗非鱼良种场进行的一种罗非鱼配套系内保种、筛选和制种方法，包括：1、遗传变异丰富的配套系基础群体的构建；2、配套系内家系生产、管理的标准化操作程序的制定；3、配套系内个体的标记及重要生产性状的遗传评估分析；4、配套系内个体选配方案的制定；具体步骤如下：
1、遗传变异丰富的配套系基础群体的构建
基础群体的遗传背景应该尽可能广泛，涵盖的遗传变异尽可能丰富。本实施例收集了来自不同种类罗非鱼的资源群体：尼罗罗非鱼和以色列红罗非鱼，每个群体1000个体，遗传多样性丰富。
2、配套系内家系生产、管理的标准化操作程序的制定
1)、鱼种的驯化
控制两配套系内罗非鱼的性腺发育，使雌鱼同步产卵，尽可能的产生同一规格和日龄的后代，在进行遗传参数和育种值估计时，减少入池时初始体重和日龄差异引起的混合效应，减小估计值偏差。由于罗非鱼产卵受环境和社会群体因素的影响，因此，制定的罗非鱼同步产卵的策略包括将同一配套系内的鱼按照性别分开放入25m2水泥池中(5m*5m)，在孵化车间的蓄水池内调节孵化用淡水的水温25-30℃，溶氧5-8毫克/升，氨氮值低于0.2毫克/升，pH值6.5～8.5，并通过投喂粤盛丰牌505快大罗非鱼膨化饲料(蛋白质含量32％)，投喂量为鱼体重的2％-5％，控制雌鱼的性成熟条件。
驯化过程中，通过形态特征来检查雌鱼性腺发育情况，然后，根据性腺发育程度将雌鱼分类：准备产卵期、肿胀期、未准备产卵期、已产卵期。这四中情况的具体形态特征描述见表1。根据发育情况，将不同发育阶段的亲鱼挑出，放入不同的水泥池中，通过调节养殖水温来控制亲鱼的性腺发育速度，使其产卵同步化。具体措施：准备产卵期亲鱼温度调整为25-26℃，肿胀期亲鱼调整为27-28℃，未准备产卵期亲鱼调整为29-30℃。
表1罗非鱼性腺发育阶段及特征
2)、鱼卵的采集及人工孵化
4月15-16日养殖的尼罗罗非鱼和以色列红罗非鱼逐渐达到性成熟，此时进行集鱼卵。鱼卵采集解上进行避免鱼种大量死亡。利用人工受精技术和巢式交配设计在配套系内建立和生产父系半同胞家系组，将人工挤出的卵子和精子收集到5L塑料量筒中(规格(mm)：直径70、高81.25)，混合摇匀后，倒入调节好的孵化用水(28-30℃、溶氧5-8毫克/升，氨氮值低于0.2毫克/升，pH值6.5～8.5)，收集并转到人工孵化器中(20L塑料圆盆中，规格(mm)：直径280、高325)进行孵化；
3)、家系的培养
从网箱中收集的鱼苗以家系为单位，分开养殖至40-50g，然后进行个体标记，个体标记可以保证在育种计划中所有家系中的个体都有记录。
A.网箱中的培育
4月底鱼苗转移至网箱(1.0×1.0×1.0m3)(100目)中培养，其密度是500尾/m3；为了消除环境差异，所有家系的网箱都必须放在同一个池塘中，每个网箱都以500尾/m3的密度放养。
B.黑网箱养殖(中间培育)
罗非鱼鱼苗在网箱中培育至5月25日，为了使水流通畅和改善培育环境，鱼苗转移至黑网箱(1×1.5×1m3)(40目)中培养，放养的密度是300尾/m3。在网箱中继续养殖使其达到活体重量40-50g后准备标记，即6月15日，开始个体标记。至此，共建立尼罗罗非鱼配套系家系103个，以色列红罗非鱼配套系家系98个。
3、配套系内个体的标记及重要生产性状的遗传评估分析
采用鱼类PIT(无源集成收发器，购自青岛科易生物技术有限公司)标记(规格1.5mm*7mm)区分罗非鱼家系和个体，将PIT标记植入鱼体内，通过感读器来识别PIT标记的ID编码，暂养10天后，从每个配套系的每个家系中选择50尾，放入面积1亩、水深2米的养殖池塘T506和T507中；保持水温25-32℃、溶解氧＞2mg/L、氨氮＜0.2mg/L、pH值5-8，正常投喂至9月底收获。
收获时追踪并建立个体的系谱资料信息，充分的利用个体所有的亲缘关系和性能资料；针对体重性状，考虑性别、池塘号、家系和入池前平均体重因素；建立遗传参数精确评估模型，估计体重性状的遗传力。
体重遗传力估计模型如下：
yijkl＝u+Ti+Sj+(T·S)ij+bxk+al+eijkl
其中：y为收获体重，u为群体体重均值，T和S分别表示池塘和性别固定效应，x为入池前平均体重，b为回归系数，a为加性遗传效应，e为随机残差。尼罗罗非鱼配套系遗传力估计值为0.46+0.070，为高遗传力；以色列红罗非鱼配套系遗传力估计值为0.37+0.050，为中等遗传力；说明这两个罗非鱼配套系体重性状加性效应控制下，对体重性状进行选择育种，具有很大的遗传改良潜力，可以获得较好的选择效果。
利用上述模型消除固定效应和其它随机效应的影响，然后进行BLUP方法分析，估计尼罗罗非鱼和以色列红罗非鱼配套系的家系和个体的育种值，体重育种值的具体计算方法见张天时等中国对虾体重育种值估计的动物模型分析一文(海洋水产研究，2008，29(3))。其尼罗罗非鱼配套系的家系的育种值见表2：
表2尼罗罗非鱼配套系的家系的育种值
4、配套系内个体选配方案的制定
以家系和个体的体重育种值为标准，根据体重育种值由高到低筛选家系育种值前50位的家系，每个家系留种前30位个体(雌雄比为2∶1)，作为最终的候选个体。家系间交配每代控制近交率小于0.01，进行随机配种，生产后代，然后进行养殖。尼罗罗非鱼配套系选留家系及育种值见表3：
表3尼罗罗非鱼配套系选留家系及育种值
实施例2
本实施例在2011年4月在河北省沧州临港中捷罗非鱼良种场，以2010年实施例1利用罗非鱼配套系内保种、筛选和制种方法生产的尼罗罗非鱼和以色列红罗非鱼两个配套系进行两系配套间正反交制种，并进一步扩繁。
罗非鱼两系配套间的筛选和制种方法，具体操作步骤如下：
对上述实施例1进行配套系内筛选、保种和制种的尼罗罗非鱼和以色列红罗非鱼两个配套系经过上述步骤2中所述的鱼种的驯化后，达到性成熟；在雌性亲本配套系内选取育种值前10位的家系，以及家系内前30位的个体，雄性亲本配套系内选取育种值前10位的家系，以及家系内前15位的个体，按照雌雄比例为2∶1比例放入1亩的水池中，水深1m；亲鱼布池后，保持水温25-30℃，日投饵3-4次，投饵量2-3％，每天冲水1-2小时，保持池水鲜活，溶氧5-8毫克/升，防止缺氧引起提前吐卵。亲鱼入池20天，池中大批出苗。在大批吐苗期间，将鱼苗捞出，放入密网箱中暂养，达到一定数量后(规格一致)，及时入塘进行苗种培育。同时按实施例1中所述的步骤3的标记方法对尼罗罗非鱼和以色列红罗非鱼两系配套间正反交苗种、尼罗罗非鱼和以色列红罗非鱼两个配套系内自交苗种以及对照组的商品苗种标记后进行池塘养殖。其养殖后的效果见下表：
表4各组罗非鱼生长情况
尼罗罗非(♀)×以色列红罗非(♂)和以色列红罗非(♀)×尼罗罗非(♂)杂交组合养殖存活率分别达96.2％和95.7％，平均体重分别为260.6±68.4g和248.4±72.5g；同池标记养殖的尼罗罗非自交、以色列红罗非自交和普通商业苗种，养殖存活率分别达86.2％、85.5％和73.1％，平均体重分别为207.6±80.4g、189.2±87.2g和167.9±115.6g。从以上数据可以看出，尼罗罗非(♀)×以色列红罗非(♂)和以色列红罗非(♀)×尼罗罗非(♂)杂交组合养殖存活率高于尼罗罗非自交、以色列红罗非自交和普通商业苗种，同时生长速度也比普通商业苗种快30％以上。
2011年6月把培育的2万杂交良种苗种推广至河北省黄骅市南排河养殖场，经过4个月的养殖表明，试用本发明方法培育出的罗非鱼良种成活率为95％以上，比普通苗种的成活率(85％)提高了10％以上；产量增加30％。由此充分表明，我们建立的罗非鱼配套系和两系配套间的保种、筛选和制种方法选育的罗非鱼良种，可其明显提高其生长和抗逆性能。该方法也为鱼类良种的培育开辟了新的技术途径，尤其是在鱼类杂交育种中配套系的保种、筛选和制种中应用新的选育方法，也适宜在所有养殖鱼类中推广应用，推广应用前景广阔。
Claims (3)
1.一种罗非鱼配套系内保种、筛选和制种方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、遗传变异丰富的配套系基础群体的构建
收集来自不同种类、国家或地理的资源群体，每个群体数量1000-2000个体；
2)、配套系内家系生产、管理的操作程序的制定
通过调节罗非鱼养殖环境控制两配套系内罗非鱼的性腺发育，使雌鱼同步产卵，尽可能的产生同一规格和日龄的后代；利用人工授精技术和巢式交配设计，建立和生产父系半同胞家系组；制定家系苗种培育、中间暂养、共同养殖阶段的统一操作管理程序，降低不同家系间个体环境条件和管理操作的差异；
3)、配套系内个体的标记及重要生产性状的遗传评估分析
用鱼类标记区分家系和个体，然后将标记的个体混养至一个养殖池中；收获时追踪并建立个体的系谱资料信息，充分的利用个体所有的亲缘关系和性能资料；针对体重性状，考虑性别、池塘号、家系和入池前的平均体重，建立遗传参数精确评估模型，估计性状的遗传力；
体重遗传力估计模型动物模型如下：
yijkl＝u+Ti+Sj+(T·S)ij+bxk+al+eijkl
其中：y为收获时体重，u为群体体重均值，T和S分别表示池塘和性别固定效应，x为入池前平均体重，b为回归系数，a为加性遗传效应，e为随机残差；
利用上述模型消除固定效应和其它随机效应的影响，然后进行BLUP方法分析，估计尼罗罗非鱼和以色列红罗非鱼配套系的家系和个体的育种值，体重育种值的具体计算方法见张天时等在海洋水产研究期刊2008年29期第3卷题目为中国对虾体重育种值估计的动物模型分析一文；
4)、配套系内个体选配方案的制定
以家系和个体的体重育种值为标准，根据体重育种值由高到低筛选家系育种值排名在前的家系，并根据育种目标确定留种家系和家系内留种个体的数量；家系间交配亲缘关系每代控制近交率小于0.01，进行随机配种，生产后代，然后进行养殖；传代过程中继续按2-4步制定的程序进行传代。
2.根据权利要求1所述的一种罗非鱼配套系内保种、筛选和制种方法，其特征在于所述的步骤2中通过调节罗非鱼养殖环境控制两配套系内罗非鱼的性腺发育，其中养殖环境中的温度调控具体步骤如下：首先根据性腺发育程度将雌鱼分为4个不同的发育阶段，包括准备产卵期、肿胀期、未准备产卵期和已产卵期；然后将准备产卵期亲鱼温度调整为25-26℃，肿胀期亲鱼调整为27-28℃，未准备产卵期亲鱼调整为29-30℃。
3.一种利用权利要求1所述方法建立的罗非鱼配套系进行两系配套间杂交制种的方法，具体包括以下步骤：
对经过所述权利要求1所述方法建立的两个配套系个体进行两系配套间杂交制种，在配套系内选择高育种值的家系，并根据繁育的目标确定留种家系的数量，家系内选择高育种值个体，同时根据繁育的目标确定家系内留种个体的数量，根据雌雄比例为2∶1在配套系间进行搭配。
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