CN108040938B - 一种通过亲本改良来提高香港牡蛎三倍体生产性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过亲本改良来提高香港牡蛎三倍体生产性能的方法。a、二倍体速生系培育：以香港牡蛎为核心基础群，亲本数量要求≥1000个，按照10％选择压力，进行连续4代以上的混合选择，获得二倍体香港牡蛎快速生长系；b、全三倍体诱导：至香港牡蛎繁殖季节，以步骤a的二倍体香港牡蛎快速生长系作为亲本，诱导出香港牡蛎全三倍体，生产出香港牡蛎三倍体幼虫，再经子代养成得到香港牡蛎三倍体成体。本发明具有实用性强，易于推广等优点。本发明为香港牡蛎多倍体遗传改良奠定了理论与实践基础。
Description
技术领域：
本发明属于海洋生物技术中贝类遗传育种领域，具体涉及一种通过亲本改良来提高香港牡蛎三倍体生产性能的方法。
背景技术：
由于三倍体含有三套染色体组，一般具有高度不育、生长快、抗逆性强等一系列优点。它可以有效的解决二倍体牡蛎在繁殖季节，由于能量、营养消耗过多使牡蛎个体消瘦、味道变差、生活力下降等缺陷。在国外，贝类学家及相关苗种生产企业主要以生产牡蛎(长牡蛎、美洲牡蛎、悉尼岩牡蛎等)三倍体苗种，用于养殖，不仅仅提高了品质和产量，还可以满足市场对牡蛎的周年需求。因为三倍体牡蛎育性差，几乎不会繁育，所以尚未对环境造成基因污染，可以有效的保护好野生二倍体群体。正是由于三倍体牡蛎育性差，无法繁衍子代，所以很难以直接对三倍体进行遗传改良。
群体选育，又称混合选择(mass selection)，是一种经典的选种方法，实质是按改良目标，进行表型选择，即选择优良的表现型，淘汰不良表现型。其特点是时间短、费用低、简单易行。由于群体选育容易操作，效果显著，已经在海洋贝类上得到了广泛应用。学者们采用群体选育的方法先后培育出3个牡蛎新品种，分别为“海大1号”长牡蛎、“海大2号”长牡蛎及“金蛎1号”葡萄牙牡蛎。
发明内容：
本发明的目的是提供一种通过亲本改良来提高香港牡蛎三倍体生产性能的方法。
本发明首次利用常规的二倍体牡蛎改良方法，之后将其作为亲本，进行三倍体生产性能改良。本发明获得的三倍体兼具选择效应和三倍体效应，较比二倍体及常规三倍体都具有改良效果，是一个组合了两种经典育种方法(三倍体育种、混合选择育种)的组成性发明专利。
本发明的通过亲本改良来提高香港牡蛎三倍体生产性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、二倍体速生系培育：以香港牡蛎为核心基础群，亲本数量要求≥1000个，按照10％选择压力，进行连续4代以上的混合选择，获得二倍体香港牡蛎快速生长系；
b、全三倍体诱导：至香港牡蛎繁殖季节，以步骤a的二倍体香港牡蛎快速生长系作为亲本，诱导出香港牡蛎全三倍体，生产出香港牡蛎三倍体幼虫，再经子代养成得到香港牡蛎三倍体成体。
遗传改进量评估：至收获季节，该三倍体较常规亲本制作的三倍体，其壳高提高10-15％，总鲜重增加18-30％；较香港牡蛎二倍体，其壳高提高20-30％，总鲜重增加45-60％；由此可见，通过二倍体亲本改良可以有效的提高三倍体的生产性能。
优选，所述的香港牡蛎为香港牡蛎珠海群体。
优选，所述的按照10％选择压力，进行连续4代以上的混合选择，其是按1.755的选择强度进行。
优选，所述的按照10％选择压力，其是以壳高为指标。
优选，所述的诱导出香港牡蛎全三倍体，生产出香港牡蛎三倍体幼虫是采用解剖方式获得精卵，使用时间点定量处理方法诱导香港牡蛎全三倍体，生产出100％三倍体幼虫。
优选，所述的子代养成是按照香港牡蛎盐度耦合式繁育养成模式进行三倍体子代培育，即幼虫在中盐度下培育、稚贝在中低盐度下培育、幼贝在中盐度下养成，成体在中高盐度育肥进行子代养成。
本发明不同于以往单纯的三倍体生产，也不同于单纯的混合选择，而是首次将二者有机结合起来的全新组合性发明专利，且起到了积极的改良效果。按照发明专利的细化标准，可以划分为首创性、改进性、组合性、应用型、选择性发明专利五大类型，本发明属于组合性发明专利，它是指把已知的某些技术特征进行新的组合，以达到新的目的的一种技术解决方案。比如将发动机、轮胎、车厢、方向盘组合成一种交通工具，使组合的结果产生了与原来的四个部件的单独特征完全不同的技术效果。组合性发明在科学技术日益发达的现代社会更显得重要和不可缺少。原有产品或者方法的重新组合，原有工艺的变通使用，有时能够产生意想不到的效果，甚至能把现有技术提高到一个新阶段。
本发明首次以香港牡蛎快速生长系二倍体作为亲本，进行全三倍体生产及养成，发现二倍体速生系对三倍体生产性能具有较好的遗传改良效果。本发明克服了由于三倍体育性差难以直接进行遗传改良的缺陷，充分利用了选择育种对香港牡蛎二倍体亲本生长性能的改良效果，采用盐度耦合式进行子代养成，优化了养殖模式，消除了环境效应对遗传改良的影响，测试了遗传改进量，提高了三倍体的生产性能。本发明获得的三倍体兼具选择效应和三倍体效应，该三倍体比对照组二倍体总鲜重重提高了50-60％，比相应对照组三倍体提高了15-30％。
本发明具有实用性强，易于推广等优点。本发明为香港牡蛎多倍体遗传改良奠定了理论与实践基础。
附图说明：
图1是本发明的技术路线图，上半部分为传统方法，下半部分为本发明技术路线示意图。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
如图1所示，本实施例的通过亲本改良来提高香港牡蛎三倍体生产性能的方法包括以下步骤：
a、二倍体速生系培育：2005年，采集1800个二龄香港牡蛎珠海群体在中科院湛江海洋经济动物实验站进行自繁，之后按照常规方法养殖2年至成体，构建核心基础群体；于2007年，从核心基础群体中随机选择1200个个体，以壳高为指标，选择最大个体的10％作为繁育群体，1.755的选择强度，进行子一代选择组和对照组自繁，建立快速生长系S1及对照组C1，经过两年养殖至成体；2009年，从快速生长系S1中随机抽取按1200个个体，以壳高为指标，选择最大个体的10％作为繁育群体，1.755的选择强度，进行子二代选择组自繁，建立速生系S2，同时，随机抽取120个C1个个体自繁，作为对照组C2，经过两年养殖至成体；采用同样的方法，于2011年、2013年分别构建了快速生长系S3、S4及对照组C3、C4；至2015年，快速生长系子四代S4的壳高、总鲜重分别较对照组C4提高了11.57％、24.68％，具体如表1所示：
表1 2015年速生系S4及对照组C4个体的生产性能(N＝90)
| 类别 | 速生系S4 | 对照组C4 | 提高率％ |
| 壳高 | 85.76±7.95 | 76.87±8.16 | 11.57 |
| 鲜重 | 82.63±8.44 | 66.27±7.80 | 24.68 |
b、全三倍体诱导：至2015年香港牡蛎繁殖季节，选择快速生长系S4及对照组C4作为亲本，采用CN104255586A技术，即时间点定量处理出方法诱导香港牡蛎全三倍体幼虫，分别即为获得三倍体S43N、C43N，同时，以二倍体S42N、C42N作为对照；
本实施例的所述的时间点定量处理出方法诱导香港牡蛎全三倍体幼虫的方法具体为：
1、在香港牡蛎繁殖季节(选择6月下旬)选取香港牡蛎雌性个体(快速生长系S4或对照组C4)，以卵子数量和质量双重指标进行选择，挑选出发育整齐，卵子数量平均为8000万个，卵膜完整，卵黄积累呈现为深黄色的个体作为雌性亲本；收集单体卵子，在盐度为18ppt海水中浸泡45min，待其生发泡破裂完全后，再用新鲜盐度为18ppt海水清洗卵子3次，得到单体卵液，卵子为圆形或椭圆形；
2、获取单体精子：从快速生长系S4或对照组C4中筛选出雄性个体，之后对其精子质量进行检测，筛选出显微镜下≥30％精子活动的个体，在盐度18ppt海水中激活12min；之后再次镜检，以≥90％精子活动的个体作为雄性亲本，收集单体精子；
3、适时处理受精卵：将单体精子加入单体卵液中，控制每个卵子周边有3-8个精子，卵子密度控制在≤5万个/mL，在此期间，温度控制在29.6℃，盐度控制在18ppt，其中，从精子加入开始，至发现10％第一极体放出的时间段设置为A(10min)，从第一极体至发现10％第二极体放出的时间段设置为B(12min)，从第二极体至发现10％卵裂个体的时间段设置为C(9min)，选择在(A+1/3B)时间点，即受精后14min利用0.5mg/L细胞松弛素B(CB)处理受精卵，抑制受精卵第二极体排放，处理持续时间为(B+C)，即处理21min后将其放置于正常海水中孵化，即可以获得100％香港牡蛎三倍体D形幼虫(采用流式细胞仪进行倍性检测，发现所有幼虫均处于三倍体状态，无二倍体及非整倍体产生)。
c、三倍体子代养成：按照CN103798166A技术，即香港牡蛎盐度耦合式繁育养成模式进行三倍体及对照组子代培育，具体为幼虫在中盐度下培育、稚贝在中低盐度下培育、幼贝在中盐度下养成，成体在中高盐度育肥；
本实施例中所述的香港牡蛎盐度耦合式繁育养成模式的具体方法为：
1、幼虫培育：将步骤b获得的香港牡蛎三倍体D形幼虫用300目筛绢网进行优选，得到壳高大于300目网孔的D形幼虫，即为发育正常的D形幼虫，优选出2.4亿幼虫，按照1.0-2.0个/ml密度进行幼虫培养，分布在15个12m3水泥池中。幼虫培育期间，所有水泥池均不换水，采用微充气方式进行培养；饵料以云尾藻和酵母为主，每天云尾藻投喂6次，每次投喂量为3000cells/ml；酵母经水解以后，经过300目筛绢网搓洗之后，每天投喂一次，每次投喂0.2mg/L。随着幼虫生长，云尾藻的投喂量逐渐增高至8000cells/ml，酵母投喂量不变。幼虫培育期间，水温在28.2-30.4℃，盐度在15-20ppt
2、附着变态：经过18d的培育，幼虫壳高生长至300-360μm，50％个体出现眼点、鳃原基、足外伸阶段，这时投放附着基。每个水泥池中投放1080条附着基，共投放16200条附着基采苗。此时眼点幼虫密度在0.6-0.9个/ml，继续培养7-10d，90％以上幼虫全部附着完毕，进入稚贝育成环节。幼虫附着期间，水温在28.6-30.8℃，盐度在15-20ppt。
3、稚贝育成：幼虫附着以后，进行室内稚贝中间育成。在此期间，微充气、不换水、盐度控制在12-15ppt中低盐度环境；以虾池水作为生物饵料，虾池水的使用标准是透明度≤5cm，且要经过60目筛绢网过滤，每天投喂0.3-0.5m3虾池水作为饵料，投喂标准保持水色微微泛绿，培育池中一直有饵料存在，稚贝一直处于摄食状态，不断生长，得到香港牡蛎稚贝苗种。室内苗种繁育过程，共经过50-60天，获得4-9mm的健康香港牡蛎稚贝苗种。
香港牡蛎稚贝苗种在中盐度下(9-18ppt)经过12-18个月采用沉排式、浮排式、插桩式等模式养成，成体在中高盐度(18-27ppt)育肥3-6个月，即可以上市销售。
d、遗传改进量评估：至2017年收获季节，发现三倍体S43N个体最大(表2)，壳高及鲜重较比三倍体C43N提高了11.96％、20.00％；较比二倍体S52N提高了16.42％、27.94％；较比常规二倍体C52N提高了29.42％、53.72％(表3)；由此可见，通过改良二倍体亲本可以有效的提高香港牡蛎三倍体的生产性能。
表2 2017年各实验组个体生产性能比较(N＝90)
| 类别 | 三倍体S4<sub>3N</sub> | 三倍体C4<sub>3N</sub> | 二倍体S5<sub>2N</sub> | 二倍体C5<sub>2N</sub> |
| 壳高 | 102.17±10.43 | 91.25±9.88 | 87.76±8.24 | 78.17±8.32 |
| 鲜重 | 110.73±11.97 | 92.27±10.26 | 86.54±8.53 | 72.03±8.75 |
表3 2017年改良三倍体的S43N较比其他实验组遗传改进量(％)
| 类别 | S4<sub>3N</sub>/C4<sub>3N</sub> | S4<sub>3N</sub>/C5<sub>2N</sub> | S4<sub>3N</sub>/S5<sub>2N</sub> | C4<sub>3N</sub>/C5<sub>2N</sub> |
| 壳高 | 11.96 | 29.42 | 16.42 | 16.73 |
| 鲜重 | 20.00 | 53.72 | 27.95 | 28.10 |
S43N/C43N表示改良三倍体较常规三倍体遗传改进量，即三倍体亲本改良是有效果的；
S43N/C52N表示改良三倍体较常规二倍体的遗传改进量，包含了三倍体效应及亲本选择效应；
S43N/S52N表示改良三倍体较速生系二倍体的遗传改进量，即单一的三倍体效应；
C43N/C52N表示常规三倍体较常规二倍体的遗传改进量，即单一的亲本选择效应。
Claims (4)
1.一种通过亲本改良来提高香港牡蛎三倍体生产性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、二倍体速生系培育：以香港牡蛎为核心基础群，亲本数量要求≥1000个，按照10％选择压力，进行连续4代以上的混合选择，获得二倍体香港牡蛎快速生长系；
b、全三倍体诱导：至香港牡蛎繁殖季节，以步骤a的二倍体香港牡蛎快速生长系作为亲本，诱导出香港牡蛎全三倍体，生产出香港牡蛎三倍体幼虫，再经子代养成得到香港牡蛎三倍体成体；
所述的按照10％选择压力，进行连续4代以上的混合选择，其是以壳高为指标，按1.755的选择强度进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的香港牡蛎为香港牡蛎珠海群体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的诱导出香港牡蛎全三倍体，生产出香港牡蛎三倍体幼虫是采用解剖方式获得精卵，使用时间点定量处理方法诱导香港牡蛎全三倍体，生产出100％三倍体幼虫。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的子代养成是按照香港牡蛎盐度耦合式繁育养成模式进行三倍体子代培育，即幼虫在中盐度下培育、稚贝在中低盐度下培育、幼贝在中盐度下养成，成体在中高盐度育肥进行子代养成。
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