CN109042422A - 一种凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，属于水产动物遗传育种领域。具体地包括收集育种材料，构建快长系(A系)，高存活/高繁系(B系)，高存活/快长系(C系)和高繁系(D系)4个专门化品系；在所述快长系(A系)和所述高存活/高繁系(B系)之间进行初级杂交测试，选出具有生长速度快的最优杂交组合(AB)；同时在所述高存活/快长系(C系)和高繁系(D系)之间进行初级杂交测试，选出具有繁殖力高的最优杂交组合(CD)；在选出的具有生长速度快的最优杂交组合(AB)和具有繁殖力高的最优杂交组合(CD)之间，进行次级杂交测试，筛选出最优的交配组合(ABCD)，作为商品苗种。最终培育的品种具有生长速度快、成活率高的特点，在不同养殖模式下均表现出明显的产量优势。
Description
技术领域
本发明涉及水产动物遗传育种领域，具体的说是一种凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法。
背景技术
凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)，又称南美白对虾(white Pacificshrimp)，产于中南美洲，野生种群分布在从墨西哥到智利的太平洋沿岸海域，该地区的自然水温常年在20度以上。我国的凡纳滨对虾养殖行业2000年之后呈爆发式增长，一跃成为世界凡纳滨对虾养殖产量最高的国家，近几年我国每年的养殖产量均在100万吨以上。
随着养殖规模的扩大，优质种苗的需求越来越迫切，我国自主选育品种已经取得了较好的成果，但目前的品种仍不能满足我国凡纳滨对虾养殖产业对新品种和优质亲虾的需求，每年仍需进口亲虾30多万对。亲虾过渡依赖进口也带来了一系列的问题：(1)进口亲虾的价格连年增长，目前每对亲虾价格高达100多美金，导致整个行业的养殖成本逐年提高；(2)一旦进口亲虾断供国内市场，会严重影响整个下游育苗、养殖、加工产业。因此培育更多的具有自主知识产权的凡纳滨对虾新品种，对于保障我国对虾产业健康发展具有重要的意义。
品系选育是选择育种的一个高级阶段，通过对不同的品系进行专门化选择，可使目标性状实现较快的选育进展。按照育种目标分化选择，培育出专门化品系，通过杂交组合试验筛选出“最佳”杂交模式(crossing pattern)，再依此模式进行配套杂交所产生的商品品种的过程称为配套系育种。专门化品系是按育种目标性状分别组群选择，每个品系独具优势，通过不同品系的配套组合可以实现不同性状的优势互补。配套系育种不但可以利用加性遗传效应使得目标性状优秀基因富集，同时可以利用非加性效应(杂种优势)，提高选育个体的生产表现。通过构建凡纳滨对虾多个专门化品系，定向组合形成凡纳滨对虾育种配套系，实现生长、抗性、繁殖力等多种优良性状的再综合，提高培育品种的生产性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种凡纳滨对虾遗传育种的新方法。为实现以上目的，本发明采用的方案为：
一种凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，收集育种材料，构建快长系A，高存活/高繁系B，高存活/快长系C和高繁系D，共4个专门化品系，并进行品系内纯繁；在所述快长系A和所述高存活/高繁系B之间进行初级杂交测试，选出具有生长速度快的最优杂交组合，即快长杂交系AB；同时在所述高存活/快长系C和高繁系D之间进行初级杂交测试，选出具有繁殖力高的最优杂交组合，即高繁杂交系CD；在选出的具有生长速度快的最优杂交组合快长杂交系AB和具有繁殖力高的最优杂交组合高繁杂交系CD之间，进行次级杂交测试，筛选出最优的交配组合，最优杂交系ABCD，作为商品苗种。
进一步地，所述育种材料为，性状优异且经本地多代留种具有明显适应性的种质材料；将每种育种材料作为一个育种基础群，各育种基础群按来源分池隔离，每个育种基础群的亲本规模大于1000对。
进一步地，构建4个专门化品系的方法包括：对收集的育种材料进行家系构建，不同的家系在同等条件下进行养殖，并测量和计算生长性状指标、成活率性状指标和繁殖力性状指标，各家系按照指标和/或指标间的加权结果进行排名，分类为4个专门化品系。
进一步地，所述生长性状指标为：针对每个家系随机选取家系内特定数量的虾，获取各家系内所述特定数量的虾在同一日龄的体重均值和体重方差，按照以下公式计算生长性状指标；所述生长性状指标的计算公式为，生长性状指标＝体重均值×a％+体重方差×b％；其中，a、b为权重值，取值范围均为30-70。
进一步地，所述成活率性状指标为：获取各家系在60日龄和120日龄的存活数量，及60日和120日的成活率；所述成活率性状指标的计算公式为，成活率性状指标＝60日成活率×c％+120日成活率×d％，其中，c、d为权重值，取值范围30-70。
进一步地，所述繁殖力性状指标为：针对每个家系随机选取不少于20尾雌虾，获取雌虾产卵量及15小时孵化率；通过统计雌虾所产的所有卵的数量，即为所述产卵量；获取15小时后所有卵的孵化数量，计算15小时孵化率，即15小时孵化率＝15小时孵化数量/雌虾所产所有的卵。
进一步地，所述4个专门化品系的构建标准为：快长系A，各家系按所述生长性状指标进行排序，排名前20％的家系归为快长系A；高存活/高繁系B，针对各家系计算(成活率性状指标×g％+繁殖力性状指标×h％)的数值，并根据此数值进行排序，排名前20％的家系归入高存活/高繁系B；其中，参数g、h为权重值，取值范围30-70；高存活/快长系C，针对各家系计算(成活率性状指标×i％+生长性状指标×j％)的数值，并根据此数值进行排序，排名前20％的家系归入高存活/快长系C；其中，i、j为权重值，取值范围30-70；高繁系D，各家系按所述繁殖力性状指标进行排序，排名前20％的家系归为高繁系D。
进一步地，在所述快长系A和所述高存活/高繁系B之间，所述高存活/快长系C和高繁系D之间进行的初级杂交测试，以及所述次级杂交测试，均为正反交测试。
进一步地，选择所述快长系A和高存活/高繁系B交配形成商品苗种的父母代的父本AB，高存活/快长系C和高繁系D交配形成商品苗种的父母代的母本CD，所述父母代的父本AB和所述父母代的母本CD交配生产商品代ABCD苗种。
与现有技术相比，本发明的优点为：(1)本育种方法中的四个品系具有明显的品系特征，每个品系对某一特征性状进行纯化选择，能够显著加快选育进展。(2)不同品系通过多代的正反交测试，确立了最优的交配体系，能够实现不同优良性状的整合，商品代兼具多种优良性状。(3)本方法培育的父母代母本，具有产卵量大、孵化率高的特点，有利于提高苗种企业的利润，易于品种的推广；四系配套双杂交形成的商品代(ABCD)苗种，具有生长速度快、成活率高的特点，在同等养殖条件下，与本地苗种比较，生长速度提高21-37％，养殖成活率提高13-20％；与进口苗种比较，生长速度提高8-16％，养殖成活率提高23-30％。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
(一)育种基础群的建立：
收集进入中国市场性状优异的并经本地多代留种具有明显适应性的种质材料作为育种基础群。所述育种基础群按来源分池隔离成多个育种基础群，每个育种基础群的亲本规模大于1000对。
(二)品系繁育
对每个育种基础群进行家系构建。记录每个家系亲本的产卵量和孵化率，用于评价亲本的繁殖性能，每个家系育成仔虾规模不得小于5万尾，不同的家系在同等条件下进行养殖，对不同家系的生长性状、成活率性状和繁殖力性状进行评价。其中，各性状评价指标及测量项目列举如下。
生长性状的测量项目为：同一家系内随机挑选60尾虾，测量120日龄体重，分别计算每个家系的生长性状指标。所述生长性状指标＝体重均值×a％+体重方差×b％。其中，a、b为权重值，取值范围30-70。
成活率性状的测量项目为：测量养殖60日龄和120日龄存活数量，计算60日成活率和120日成活率。成活率性状指标＝60日成活率×c％+120日成活率×d％，其中，c、d为权重值，取值范围30-70。
繁殖力性状的测定项目为：针对每个家系随机选取不少于20尾雌虾，测量雌虾产卵量及15小时孵化率。通过统计雌虾所产的所有卵的数量，即为所述产卵量；测定15小时后所有卵的孵化数量，计算15小时孵化率，即15小时孵化率＝15小时孵化数量/雌虾所产所有的卵。
对各家系按以下方式进行分类，共分为4个家系：快长系，即A系；高存活/高繁系，即B系；高存活/快长系，即C系；高繁系，即D系。具体分类方式如下。
A系：按各家系生长性状指标进行排序，排名靠前的20％家系归为A系。
B系：计算(成活率性状指标×g％+繁殖力性状指标×h％)的值，并根据所述值进行排序，排名前20％的家系归入B系。其中，参数g、h为权重值，取值范围30-70。
C系：计算(成活率性状指标×i％+生长性状指标×j％)的值，并计算得到C系排名，排名前20％归入C系。其中，i、j为权重值，取值范围30-70。
D系：根据繁殖力性状指标的计算结果，得到D系排名，排名前20％归入D系。
若某一家系在多个品系均排名较高，则优先选入单一性状品系，即A系或D系。若某一品系在A系和D系均排名前20％，优先选入A系。对于综合性状品系，即B系或C系，在评分相同的情况下，优先考虑综合性状品系中权重较大的性状指标，所有考虑评分及指标均相同的家系优先选入B系。一旦某家系被选入某一品系，则不得再选入其他品系。
选定后，各个品系内采用纯繁方式进行性状的纯化，纯繁进行5代以上的选育，以得到相对稳定的选育指标。
(三)初级和次级正反交测试
在进行品系内纯繁5代以上，并确保选育性状的提高部分能有较大的程度遗传给下一代。优选为，可以通过计算性状的现实遗传力和选择进展，来判定是否所述选育性状中的提高部分能有较大的程度遗传给下一代。
此后，继续进行品系内纯繁，直至稳定。同时，针对纯繁形成的每一个世代，进行初级正反交杂交组合测试。
所述杂交组合包括A系与B系的正反交和C系与D系的正反交。A系和B系分成若干个配种组合，A系与B系的正交组合是每个配种组合A系内的家系的父本与B系内的母本随机组合，A系与B系的反交组合是A系内的家系母本与B系内的家系父本的组合。C系与D系的正反交与A系与B系正反交方法相同，同样建立C系与D系的正交组合及C系与D系的反交组合。所建立的所述杂交组合在相同条件下进行养殖，并测定繁殖力性状、生长性状、成活率性状指标的数据，测定方法与(二)品系繁育中记载的繁殖力性状指标、生长性状指标、成活率性状指标测定计算方法相同。
初级杂交为二系杂交，对杂交后的主性状和次性状给予一定的权重，加权后进行计算总分，并进行综合排名，根据排名靠前的杂交组合的父母本确定留种家系，通常选取排名前35％作为留种家系。其中，进行综合排名所需的总分的加权计算方法，优选为，主性状×p％+次性状×q％，其中p、q为权重值，取值范围为20-70；进一步优选为，主性状×65％+次性状×35％。
根据以上初级杂交组合测试效果，通过纯繁的家系和杂交组合表型测定结果，在每个系内进行家系选留，并且确定最优的杂交组合方式，即确定雌雄亲本来自哪个家系能够获得最优的杂交结果。
需要说明的是，对二系杂交的总分的计算方法、家系选留以及所确定的最优杂交组合方式，均可以根据最终的产品虾的性状需求而确定，并按照所需的方向去选择留种家系。
(四)四系配套制种体系：
在进行初级杂交选育的基础上，测定次级杂交的组合效果。A系×B系组合而成的杂交组合中最优的AB系，与C系×D系杂交组合中表现最优的CD系进行正反交，测定四系杂交的组合效果，筛选出最优的交配组合方式，由此建立四系配套双杂交制种体系。具体为，对四系杂交后代计算所述生长性状指标、成活率性状指标以及繁殖力性状指标，并进行加权评分。即通过计算(繁殖力性状指标×k％+生长性状指标×m％+成活率形状指标×n％)的值，其中权重指数k,m,n的取值范围均在20-70之间。选择排名前35％的杂交后代所对应的杂交方式，建立四系配套双杂交制种体系。
经过反复试验，最终确定的四系配套制种体系为：
将选定A、B、C、D品系进行7个世代的品系内纯繁，然后采用A系雄虾和B系雌虾杂交形成的父母代AB系作为商品亲虾中的雄虾；C系雄虾和D雌虾交配形成的父母代CD系作为商品亲虾中的雌虾；AB系雄虾与CD系雌虾杂交形成的商品苗种(ABCD)具有兼具生长速度快、成活率高的特点。
培育的商品苗种在土池养殖模式下(3万尾/亩)，与本地土苗种群比较，生长速度提高21-37％，养殖成活率提高13-20％；在高位池养殖模式下(8万尾/亩)，与进口苗种比较，生长速度提高8-16％，养殖成活率提高23-30％。
所属领域的普通技术人员应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，
收集育种材料，构建快长系A，高存活/高繁系B，高存活/快长系C和高繁系D，共4个专门化品系，并进行品系内纯繁；
在所述快长系A和所述高存活/高繁系B之间进行初级杂交测试，选出具有生长速度快的最优杂交组合，即快长杂交系AB；同时在所述高存活/快长系C和高繁系D之间进行初级杂交测试，选出具有繁殖力高的最优杂交组合，即高繁杂交系CD；
在选出的具有生长速度快的最优杂交组合快长杂交系AB和具有繁殖力高的最优杂交组合高繁杂交系CD之间，进行次级杂交测试，筛选出最优的交配组合，最优杂交系ABCD，作为商品苗种。
2.如权利要求1所述的凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，所述育种材料为，性状优异且经本地多代留种具有明显适应性的种质材料；将每种育种材料作为一个育种基础群，各育种基础群按来源分池隔离，每个育种基础群的亲本规模大于1000对。
3.如权利要求1所述的凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，构建4个专门化品系的方法包括：对收集的育种材料进行家系构建，不同的家系在同等条件下进行养殖，并测量和计算生长性状指标、成活率性状指标和繁殖力性状指标，各家系按照指标和/或指标间的加权结果进行排名，分类为4个专门化品系。
4.如权利要求3所述的凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，所述生长性状指标为：针对每个家系随机选取家系内特定数量的虾，获取各家系内所述特定数量的虾在同一日龄的体重均值和体重方差，按照以下公式计算生长性状指标；所述生长性状指标的计算公式为，生长性状指标＝体重均值×a％+体重方差×b％；其中，a、b为权重值，取值范围均为30-70。
5.如权利要求3所述的凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，所述成活率性状指标为：获取各家系在60日龄和120日龄的存活数量，及60日和120日的成活率；所述成活率性状指标的计算公式为，成活率性状指标＝60日成活率×c％+120日成活率×d％，其中，c、d为权重值，取值范围30-70。
6.如权利要求3所述的凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，所述繁殖力性状指标为：针对每个家系随机选取不少于20尾雌虾，获取雌虾产卵量及15小时孵化率；通过统计雌虾所产的所有卵的数量，即为所述产卵量；获取15小时后所有卵的孵化数量，计算15小时孵化率，即15小时孵化率＝15小时孵化数量/雌虾所产所有的卵。
7.如权利要求3-6中任一项所述的凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，所述4个专门化品系的构建标准为：
快长系A，各家系按所述生长性状指标进行排序，排名前20％的家系归为快长系A；
高存活/高繁系B，针对各家系计算(成活率性状指标×g％+繁殖力性状指标×h％)的数值，并根据此数值进行排序，排名前20％的家系归入高存活/高繁系B；其中，参数g、h为权重值，取值范围30-70；
高存活/快长系C，针对各家系计算(成活率性状指标×i％+生长性状指标×j％)的数值，并根据此数值进行排序，排名前20％的家系归入高存活/快长系C；其中，i、j为权重值，取值范围30-70；
高繁系D，各家系按所述繁殖力性状指标进行排序，排名前20％的家系归为高繁系D。
8.如权利要求1所述的凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，在所述快长系A和所述高存活/高繁系B之间，所述高存活/快长系C和高繁系D之间进行的初级杂交测试，以及所述次级杂交测试，均为正反交测试。
9.如权利要求1所述的凡纳滨对虾四系配套双杂交育种方法，其特征在于，选择所述快长系A和高存活/高繁系B交配形成商品苗种的父母代的父本AB，高存活/快长系C和高繁系D交配形成商品苗种的父母代的母本CD，所述父母代的父本AB和所述父母代的母本CD交配生产商品代ABCD苗种。
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