CN105379647B - 一种基于家系选育的罗非鱼保种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于家系选育的罗非鱼保种方法，属于水产育种技术领域。其包括如下步骤：(1)保种家系链的构建；(2)保种家系的选配；(3)子一代家系链的重排与选配。本发明操作简便易行，准确可靠，在P0代家系链上相邻家系间的近交系数已知的情况下，后续每个世代配对家系间的近交系数都可通过简单的推算获得，无需再进行分子生物学统计，节约了保种育种成本，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于家系选育的罗非鱼保种方法，属于水产育种技术领域。
背景技术
罗非鱼原产于非洲，属暖水性鱼类，具有生长快，适应性强，肉质鲜嫩的特点，是我国主导养殖淡水品种，对我国出口创汇具有重要意义。目前，在罗非鱼家系育种过程中，通常使用的家系配对方法基本上是出于两点考虑：一是经济性状优秀家系的选留方法方面，通常使用的做法是按照各家系经济性能的评估结果，尽量多的保留优秀家系血缘，性能差的较少保留血缘或直接淘汰。二是对于近交衰退的预防方法方面，具体做法是依据家系间的系谱记录或者分子生物学遗传背景综合分析进行配对，以减缓近交的速度。
按照这种原则进行多世代的选育，优秀家系的基因组随着选育世代的更替在家系群体内所占的比例不断增加，而性能较差家系的整个基因组直接或间接丢失，不利于群体多样性的保持。此外，每个世代都进行分子标记遗传分析，增加了工作量和培育成本。现行的家系配对方式杂糅了分子遗传分析、系谱记录以及性能评估结果三方面的数据，在没有专业软件处理的情况下，操作难度较大，难以保证数据使用的有效性。使用上述方法来进行罗非鱼种质资源的保存，有诸多不便。
因此，如何在罗非鱼家系育种技术的基础上，提出一种新的家系配对方法，在继承家系育种优势的同时，也能够起到很好的保种作用，成为生产中亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是弥补现有技术的不足，提供一种基于家系选育的罗非鱼保种方法。本发明建立了一个在罗非鱼优良专门化品系的种质保存中简便易行的家系选配方法，使每个家系的基因信息不能整体流失、每个世代都有明确的系谱记录、选配家系间的遗传关系能够简单的量化统计，以尽量减缓总群体遗传多样性的下降，避免复杂的家系配对方案设计，节省罗非鱼保种选育的成本，经济效益显著。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于家系选育的罗非鱼保种方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)保种家系链的构建
将要保种的家系罗非鱼群体按照系谱记录或分子标记遗传背景分析的结果，排成环状家系链，作为P0代家系链，如图1所示；
(2)保种家系的选配
选择步骤(1)所得P0代家系内优秀个体，在相邻家系之间进行配对，产生下一代，组成P1代家系链，家系数目保持不变，如图2所示；
(3)子一代家系链的重排与选配
将步骤(2)产生的P1代家系链中家系分别编号，再将所有偶数或奇数号家系顺时针或逆时针移动4个家系间隔，将原来相邻的家系全部替换，则新家系链相邻家系之间不再具有同胞关系，拥有共同亲本的两个家系被分割开来，成为与步骤(1)中类似的家系链，如图3所示，此后新家系链重排时移动的方向与第一次移动方向一致，再进行下一个世代的选择配对，建立P2代家系链，再按照步骤(2)进行下一步工作，完成一个循环，之后每选育一个世代，即执行一次步骤(2)和步骤(3)。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤(1)所述要求保种的群体具有20个以上家系，而且家系数目为4的整倍数。
进一步，步骤(1)所述P0代家系链中，要求相邻家系之间的系谱中至少3个世代内无血缘关系。
进一步，步骤(2)所述优秀个体为：体重超过家系平均值、性腺发育良好、体型匀称，体色鲜亮、无病。
进一步，步骤(2)所述P1代家系链中相邻家系间为半同胞关系，其近交系数在忽略P0代家系间近交系数的情况下为0.25。
进一步，如上任一项所述，每个家系都选择最优个体进行1：1配对，各家系对子代的遗传贡献等量。
本发明步骤(1)要求相邻家系之间的系谱中至少3个世代内无血缘关系，目的在于使相邻家系间拥有尽量远的亲缘关系，以减缓近交衰退。另外，要求保种的群体必须具有20个以上家系，而且家系数目为4的整数倍，如20、24、28、32……，以适应家系链的重排循环。
步骤(2)新产生的P1代家系链中相邻家系间为半同胞关系，其近交系数在忽略P0代家系间近交系数的情况下为0.25。
本发明各世代中，每个家系都选择最优个体进行1：1配对，各家系对子代的遗传贡献等量，理论上每个家系内的优势基因型都被保留。
本发明的有益效果是：
(1)操作简单方便。本发明以家系育种方法为基础，对现行的罗非鱼家系继代保种繁育方法做了创新改进，使家系继代繁育过程具有简单明了的操作模式。
(2)降低保种选育成本。采用本方法后，使保种群体中各家系的世代系谱记录简单明了，每次配组时均可方便的计算出亲本间的遗传背景参数，了解家系间的近交程度，避免了通过查阅繁复系谱记录进行配组设计这一过程，直接从方法上最大限度地避免了群体近交程度的过快增加，也不用每个世代都进行基于分子标记的遗传背景分析，保种成本大大降低。
(3)保证了群体优势基因多样性的传递。本方法中没有直接整体淘汰任何一个家系的基因信息，而是每个家系都能保留其中最优个体的血缘，保证了总群体优势基因多样性的传递，减缓了保种过程中群体基因多样性的下降速度。
附图说明
图1为本发明步骤(1)保种家系链的构建图，选择相邻家系之间的系谱中至少3个世代内无血缘关系。
图2为本发明的步骤(2)保种家系的选配图。
图3为本发明的步骤(3)子一代家系链的重排与选配图，偶数家系平移4间隔，从2n移至2n+4。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、P0代家系链中的家系，2、P1代家系链中的家系，2-01、P1代家系链中编码为01号的家系，2-02、P1代家系链中编码为02号的家系，2-03、P1代家系链中编码为03号的家系，2-04、P1代家系链中编码为04号的家系，2-05、P1代家系链中编码为05号的家系，2-06、P1代家系链中编码为06号的家系，2-07、P1代家系链中编码为07号的家系，2-08、P1代家系链中编码为08号的家系，2-09、P1代家系链中编码为09号的家系，2-10、P1代家系链中编码为10号的家系，2-11、P1代家系链中编码为11号的家系。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
本实验在国家级广西南宁罗非鱼良种场进行，2013年5月至7月完成了奥利亚罗非鱼P0代家系链的构建和P1代家系的选配繁育，2014年4月至7月完成了P2代家系的选配繁育，2015年4月至6月完成了P3代家系的选配繁育。经过多年选育，育成1个由20个家系组成的奥利亚罗非鱼专门化品系，并用微卫星标记技术对其遗传背景进行了分析，得出家系之间的遗传距离，如表1所示。
表1奥利亚罗非鱼品系20个家系的遗传距离
注：AJ代表奥利亚罗非鱼家系。
(1)保种家系链的构建
选择要保种罗非鱼家系中的任意家系作为家系链的起始家系，本实验选择AJ01家系作为起始家系，建立P0代家系链。
在表1中查找与AJ01家系遗传距离最远的2个家系(AJ07-0.383、AJ10-0.328)，分别作为家系链的前、后延伸家系，然后分别查找与前、后延伸家系遗传距离最大的家系作为家系链前、后延伸的第3个家系，依次类推，直至家系链首尾相接。如遇到遗传距离最大的家系与之前已排列在家系链上的家系重复，则选择遗传距离排在第2、第3或第4的家系作为延伸对象，保证家系链向前、后延伸，直到完成组建。本例中，建立的家系链如下：
P0代奥利亚罗非鱼家系链：–AJ15–AJ03–AJ13–AJ10–AJ01–AJ07–AJ16–AJ20–AJ18–AJ04–AJ11–AJ14–AJ19–AJ12–AJ09–AJ02–AJ08–AJ06–AJ17–AJ05–
(2)保种家系的选配
从P0代各家系中分别挑选优秀个体，选择标准为：体重超过家系平均值、性腺发育良好、体型匀称，体色鲜亮、无病的个体。
进行P0代家系链上相邻家系之间的1:1配组，父、母本家系不做具体要求，可按照亲本状态灵活选择。为保证家系链的完整性，相邻家系间配对2～3组，最终根据产苗情况选留1组即可。2013年共配组P1代家系47个，产苗家系共39个，最后选留20个家系组成P1代家系链(保证家系链上相邻家系间的配组均有一组保留，下同)。此时，P1代家系链上相邻家系间均为半同胞关系。
对选留的20个P1代家系进行强化培育，做好家系链的顺序记录和标记，为P2代家系链的建立做好准备。
(3)子一代家系链的重排与选配
将P1代家系链从1-20编号，再将家系链中所有奇数或偶数号码的家系整体向前或向后平移4个家系的位置(如：AJ02移动至AJ05之后；AJ04移动至AJ07之后，依次类推)，则新组成的家系链上相邻家系不再具有半同胞关系，避免的相邻家系之间选配是存在的半同胞近交问题。
在P1代家系链上重复步骤2中操作，建立P2代家系链，完成1个世代的保种繁育。2014年共配对P2代家系42个，产苗家系共37个，选留其中20个家系组成P2代家系链。
实施例2
本实验在广西南宁罗非鱼良种场进行，2014年3月至7月完成了尼罗罗非鱼高产耐寒专门化品系P0代家系链的构建和P1代家系的选配繁育，2015年4月至6月完成了P2代家系的选配繁育。保种材料经多年选育，育成1个由28个家系组成的高产耐寒型尼罗罗非鱼专门化品系，群体各家系均具有完整的育种系谱记录。
(1)保种家系链的构建
根据家系选育过程中的系谱记录，按照相邻家系3代内无共同亲本的原则进行家系链的排序，建立了尼罗罗非鱼高产耐寒专门化品系P0代尼罗罗非鱼家系链：–NJ03–NJ17–NJ28–NJ15–NJ07–NJ21–NJ20–NJ25–NJ11–NJ26–NJ16–NJ04–NJ02–NJ06–NJ05–NJ27–NJ13–NJ14–NJ01–NJ24–NJ09–NJ23–NJ19–NJ08–NJ12–NJ22–NJ18–NJ10–
(2)保种家系的选配
从P0代家系链各家系中选择优秀个体，进行家系链上相邻家系之间的1:1选配，如：NJ03⊕NJ10、NJ03⊕NJ17、NJ17⊕NJ28、……，其它操作与实施例1中步骤2相同。2014年共配组P1代家系60个，产苗家系有47个，选留20个家系组成P1代家系链。
(3)子一代家系链的重排与选配：P2代家系链的建立
操作与实施例1中的步骤(3)相同。
2014年共配组P2代家系56个，产苗家系43个，选留28个家系组成P2代家系链。
本方法实施后，每年对罗非鱼品系继代繁育时，只需选择各家系中优秀个体，按照既定的方案实施配对操作，省去了通过查阅大量系谱记录设计配对方案的繁杂过程，每个家系都保留优秀个体的血缘，更利于群体遗传多样性的保持。实施过程中家系链的建立方法和各世代家系链的重排选配在方法上避免了近交的发生，无需再参考分子生物学标记分析的结果设计配对方案，节约了保种育种成本。
传统保种方法和本发明的保种方法的经济效益比较，如表2所示。
表2两种保种方法经济效益比较表
由表2可以看出，与传统保种选育方法相比，使用本发明方法后，每年平均可降低保种成本8.65万元，经济效益提高49.01％。本发明方法在罗非鱼保种操作上具有明显的优势，适宜在鱼类保种育种中推广使用，应用前景广阔。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于家系选育的罗非鱼保种方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)保种家系链的构建
将要保种的家系罗非鱼群体按照系谱记录或分子标记遗传背景分析的结果，排成环状家系链，作为P0代家系链；所述P0代家系链中，要求相邻家系之间的系谱中至少3个世代内无血缘关系；
(2)保种家系的选配
选择步骤(1)所得P0代家系内优秀个体，在相邻家系之间进行配对，产生下一代，组成P1代家系链，家系数目保持不变；
(3)子一代家系链的重排与选配
将步骤(2)产生的P1代家系链中家系分别编号，再将所有偶数或奇数号家系顺时针或逆时针移动4个家系间隔，将原来相邻的家系全部替换，则新家系链相邻家系之间不再具有同胞关系，拥有共同亲本的两个家系被分割开来，成为与步骤(1)中类似的家系链，再按照步骤(2)进行下一步工作，建立P2代家系链，此后新家系链重排时移动的方向与第一次移动方向一致，再进行下一个世代的选配，完成一个循环，之后每选育一个世代，即执行一次步骤(2)和步骤(3)。
2.根据权利要求1所述的一种基于家系选育的罗非鱼保种方法，其特征在于，步骤(1)所述要求保种的群体具有20个以上家系，而且家系数目为4的整倍数。
3.根据权利要求1所述的一种基于家系选育的罗非鱼保种方法，其特征在于，步骤(2)所述优秀个体为：体重超过家系平均值、性腺发育良好、体型匀称，体色鲜亮、无病。
4.根据权利要求1所述的一种基于家系选育的罗非鱼保种方法，其特征在于，步骤(2)所述P1代家系链中相邻家系间为半同胞关系，其近交系数在忽略P0代家系间近交系数的情况下为0.25。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于家系选育的罗非鱼保种方法，其特征在于，每个家系都选择最优个体进行1：1配对，各家系对子代的遗传贡献等量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |