牙鲆選育F3代家系的建立及遺傳效應(yīng)分析

田永勝，陳紅林，2，齊文山，2，姜靜，2，張英平，2，劉萬軍，3，李寶玉，劉壽堂，孫德強(qiáng)，陳松林*

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院 黃海水產(chǎn)研究所 農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點實驗室，山東 青島 266071；2.上海海洋大學(xué) 水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海 201306；3.中國海洋大學(xué) 海洋生命學(xué)院，山東 青島 266003； 4.海陽市黃海水產(chǎn)有限公司，山東 海陽 265100)

牙鲆選育F3代家系的建立及遺傳效應(yīng)分析

田永勝1，陳紅林1，2，齊文山1，2，姜靜1，2，張英平1，2，劉萬軍1，3，李寶玉4，劉壽堂4，孫德強(qiáng)4，陳松林1*

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院 黃海水產(chǎn)研究所 農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點實驗室，山東 青島 266071；2.上海海洋大學(xué) 水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海 201306；3.中國海洋大學(xué) 海洋生命學(xué)院，山東 青島 266003； 4.海陽市黃海水產(chǎn)有限公司，山東 海陽 265100)

牙鲆是太平洋西岸海水養(yǎng)殖、捕撈和自然增殖的主要魚類，但是人工養(yǎng)殖病害多、生長慢，針對這一問題，從2003年開始開展了牙鲆選擇育種。本文利用篩選和培育的F1、F2代牙鲆家系核心群體，構(gòu)建了F3代家系52個，在生長到196 d時，對家系1 560尾魚苗全長、體寬、體質(zhì)量、全長日增量和體質(zhì)量日增量5個生長性狀進(jìn)行測量和計算，獲得7 800個數(shù)據(jù)。采用“加性-顯性”線性模型、最小范數(shù)二階無偏估計法(MINQUE)對以上生長性狀的邊際平均值、加性方差分量、顯性方差分量、隨機(jī)方差分量、狹義遺傳力、廣義遺傳力、親本加性效應(yīng)、雜交隨機(jī)效應(yīng)等遺傳參數(shù)進(jìn)行了評估。結(jié)果顯示：1202、1206、1226和1211家系以上生長性狀的邊際平均值同時顯著高于其他家系。以上5個生長性狀的加性方差分量比率為(0.099±0.01)～(0.24±0.02)，顯性方差分量比率為(0.30±0.02)～(0.31±0.02)，隨機(jī)方差分量比率為(0.48±0.02)～(0.61±0.01)，5個性狀狹義遺傳力為0.099～0.24，廣義遺傳力為0.38～0.54，以上遺傳參數(shù)均達(dá)極顯著性水平(p<0.01)。綜合比較18個親本5個性狀的加性效應(yīng)預(yù)測值，發(fā)現(xiàn)F0917、F0908、F0905、F0915、F09125和KS(韓國牙鲆)親本在5個性狀上都具有極顯著的正向效應(yīng)(p<0.01)，其他親本5個性狀都不同程度的表現(xiàn)為顯著(p<0.05)或極顯著(p<0.01)的負(fù)向加性效應(yīng)。對42個雜交組合顯性隨機(jī)效應(yīng)進(jìn)行預(yù)測，D(2×6)、D(2×18)、D(3×4)、D(7×12)、D(7×14)和D(8×13) 6個雜交組合在5個性狀上都表現(xiàn)為極顯著(p<0.05)正效應(yīng)，利用這些雜交組合建立家系將促進(jìn)牙鲆以上5個性狀的生長。本文研究結(jié)果，為牙鲆優(yōu)良家系的建立及新品種的培育初步篩選出了性狀優(yōu)良的親本、雜交組合和家系，同時為牙鲆進(jìn)一步選擇育種提供了理論和技術(shù)依據(jù)。

牙鲆；F3代家系；遺傳力；加性效應(yīng)；顯性效應(yīng)

1 引言

牙鲆(Paralichthysolivaceus)是中國、韓國、日本等太平洋西岸國家的主要經(jīng)濟(jì)魚類，2009年世界牙鲆產(chǎn)量達(dá)到4.5萬噸，牙鲆的養(yǎng)殖產(chǎn)量26 477.5 t，占鲆鰈類產(chǎn)量的30%，在鲆鰈魚類養(yǎng)殖中處于第2位，僅次于大菱鲆(57 042 t)[1]，在漁業(yè)生產(chǎn)中具有重要的地位。我國牙鲆的大量養(yǎng)殖始于20世紀(jì)60年代，但直到21世紀(jì)初在國內(nèi)從未有過關(guān)于牙鲆育種方面的研究報道。牙鲆繁殖和育苗親魚主要來源于養(yǎng)殖群體，經(jīng)過多代的人工繁殖后，牙鲆的規(guī)模化養(yǎng)殖出現(xiàn)了種質(zhì)退化現(xiàn)象，如生長速度慢、抗逆力下降、病害多(白化病、腸道白濁、鰻弧菌病、淋巴囊腫病、纖毛蟲感染等)[2]，導(dǎo)致牙鲆養(yǎng)殖效益降低，養(yǎng)殖者對牙鲆養(yǎng)殖信心不足，養(yǎng)殖規(guī)模相對縮小。同時也導(dǎo)致了牙鲆養(yǎng)殖中使用抗病藥物的種類和用量大增，使牙鲆商品魚品質(zhì)無法保障；另一方面過多的使用藥物使養(yǎng)殖環(huán)境受到污染，造成惡性循環(huán)，因此培育生長快、抗逆力強(qiáng)的牙鲆養(yǎng)殖新品種已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。

從21世紀(jì)初開始，國內(nèi)在牙鲆養(yǎng)殖群體遺傳多樣性分析[3—4]，MHC抗病分子標(biāo)記篩選及多態(tài)性分析[5—6]，遺傳連鎖圖譜構(gòu)建[7]，數(shù)量遺傳參數(shù)評估[8—9]，雌核發(fā)育[10—11]，家系建立及選擇育種[12—13]等多方面開展了研究，利用家系選擇和雜交育種方法，初步培育出一個生長快牙鲆新品種“鲆優(yōu)1號”[14]。日本通過抗淋巴囊腫相關(guān)微衛(wèi)星標(biāo)記輔助，篩選出抗淋巴囊腫病養(yǎng)殖新品種[15]。到目前國內(nèi)已經(jīng)建立了牙鲆育種核心種群及技術(shù)體系，為牙鲆養(yǎng)殖新品種的培育打下了基礎(chǔ)。

本文主要利用已經(jīng)建立的牙鲆F1和F2代家系選育群體為基礎(chǔ)，通過回交、雜交和雌核發(fā)育等方式建立了牙鲆F3代家系，對其生長性狀進(jìn)行測定，并對其數(shù)量遺傳參數(shù)進(jìn)行分析，擬繼續(xù)篩選優(yōu)良的牙鲆親本和家系，為培育出下一代生長快、抗病力強(qiáng)的牙鲆新品種提供育種群體和理論依據(jù)。

2 材料和方法

2.1 牙鲆優(yōu)良繁殖群體構(gòu)建

2007年利用實驗室建立的3個基礎(chǔ)群體：牙鲆抗鰻弧菌感染群體(RS)、日本群體(JS)和黃海野生群體(YS)，通過簡單多系交配方式建立牙鲆F1代63個家系，并通過遺傳參數(shù)估計等一系列方法，選育和篩選出生長快、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良家系F0719、F0750、F0751、F0768和F0780家系[2，9]。2008年從韓國濟(jì)州島引進(jìn)韓國牙鲆群體(KS)。2009年利用篩選出的F1代家系、韓國牙鲆、日本牙鲆群體，通過回交和雜交、雌核發(fā)育方式，構(gòu)建F2代家系，經(jīng)過3年的人工培育，生長和抗病力性狀測定、多重比較和遺傳參數(shù)估計，篩選到生長快、成活高的優(yōu)良家系，如：F0905、F0908、F0915、F0917、F0921和F0927(F0750雌核發(fā)育系)、F0939、F0990、F09104、F09119、F09121和F09125等12個家系。2012年春天利用篩選到的F1、F2家系和韓國牙鲆群體親本，采用雜交、回交及雌核發(fā)育方式建立了F3代家系52個。

2.2 親魚培育和生殖調(diào)控

以上F1(253尾)、F2(443尾)代家系和韓國牙鲆群體(99尾)親魚共計795尾，分別飼養(yǎng)在6個30 m2的水泥池中，循環(huán)水培育，水流量4～5 m3/h，并利用純氧增氧系統(tǒng)向池水中加入純氧，溶氧量為7～8 mg/L。平時投喂人工加工的冷凍顆粒混合餌料(成分為4%小麥粉、1%魚粉，95%小雜魚，少量維生素C和E)，每天投喂2次，投喂量為親魚體質(zhì)量的2%～3%。在進(jìn)入繁殖季節(jié)后，以投喂野生雜魚為主(沙丁魚、玉筋魚等)，每天的投喂量為親魚體質(zhì)量的5%～6%，并同時在飼料中添加500 mg/kg維生素E。

2012年3月初對牙鲆親魚進(jìn)行生殖調(diào)控，工廠化培育親魚生殖調(diào)控必須利用人工控光、控溫、水流調(diào)控和餌料調(diào)控相結(jié)合的方式，才能達(dá)到成熟和產(chǎn)卵的目的。利用鍋爐加熱方式將親魚池水溫逐漸升溫到14℃，保持水溫至產(chǎn)卵，繁殖期最適宜水溫14～17℃。光照采用長日照模式，白天/黑夜時間比為16 h/8 h，光照強(qiáng)度300～500 lx。經(jīng)過2個月的生殖調(diào)控牙鲆親魚達(dá)到性成熟。

2.3 家系的構(gòu)建及標(biāo)準(zhǔn)化培育

在牙鲆繁殖季節(jié)，以不完全雙列雜交方法，利用以上18個牙鲆家系親本，構(gòu)建牙鲆F3代全同胞和半同胞家系52個。親魚性成熟后，人工采卵，干法受精，受精后將卵置于50 cm×50 cm×100 cm的孵化網(wǎng)箱中，在14～17℃的水中進(jìn)行孵化24 h左右，收取上浮卵，轉(zhuǎn)移到實驗車間，利用容積為3 m3的玻璃缸進(jìn)行人工孵化，每缸初始放卵量為20 mL(20 000粒卵左右)。孵化后隨著魚苗成長，隨時做好苗種的標(biāo)準(zhǔn)化工作，在完成變態(tài)后每個家系魚苗數(shù)量保持在5 000尾左右，魚苗達(dá)5 cm時調(diào)整到2 000尾，10 cm時調(diào)整到1 000尾，盡量保證每個缸的家系魚數(shù)量保持一致。在魚苗長到15 cm左右時(日齡150 d)，利用熒光染料進(jìn)行標(biāo)記，每個家系標(biāo)記150～250尾魚苗，集中放入容積為30 m3的水池中培育。

2.4 家系生長性狀數(shù)據(jù)測定

所有家系魚苗生長到196 d左右時，進(jìn)行家系生長性狀進(jìn)行測量。測量指標(biāo)主要包括魚苗全長、體寬、體質(zhì)量3個指標(biāo)，每個家系測量30尾魚。共測定1 560尾魚苗的生長性狀，再分別利用體長/日齡、體質(zhì)量/日齡計算出全長日增量和體質(zhì)量日增量。共獲得數(shù)據(jù)7 800個。

2.5 數(shù)據(jù)分析方法

使用QGAStation軟件中的“加性-顯性”模型對F3代家系全長、體寬、體質(zhì)量、全長日增量、體質(zhì)量日增量5個性狀進(jìn)行邊際均值及遺傳參數(shù)估計，其線性模型如下：

(1)

式中，y為所有觀察值構(gòu)成的向量，常數(shù)向量1是系數(shù)為常數(shù)1的向量；μ是群體平均數(shù)；eA是加性效應(yīng)向量；UA是加性效應(yīng)向量關(guān)聯(lián)矩陣；eD是顯性效應(yīng)向量；UD是顯性效應(yīng)向量關(guān)聯(lián)矩陣；eε是隨機(jī)效應(yīng)向量[16]。

采用最小范數(shù)二階無偏估計法[17]——MINQUE(1)法(Minimum Norm Quadratic Unbiased Estimation by setting 1 for all prior values)，估算各性狀的方差分量：即表型方差、加性方差、顯性方差和機(jī)誤方差。

3 結(jié)果

3.1 家系生長性狀的邊際均值

對牙鲆家系全長、體寬、體質(zhì)量和日增量的估計邊際均值進(jìn)行估算(表1)，根據(jù)全長邊際均值選出生長最快的前10個家系為 1202、1226、1211、1209、1206、1221、1219、1225、1218、1208。根據(jù)體寬估計邊際均值選出生長最好的前10個家系為1202、1226、1209、1211、1206、1223、1221、1225、1219、1207。根據(jù)體質(zhì)量估計邊際均值選出生長最好的前10個家系為1202、1226、1211、1209、1206、1221、1219、1208、1203、1223，根據(jù)體質(zhì)量日增量的估計邊際均值選出生長最好的前10個家系為1202、1226、1211、1209、1206、1221、1219、1208、1203、1223。綜合比較4個性狀所選擇的家系中，1202、1206、1226和1211等家系在4個性狀中均表現(xiàn)優(yōu)秀。

表1 全長、體寬、體質(zhì)量和日增體質(zhì)量的估計邊際均值

續(xù)表1

注： 模型中出現(xiàn)的協(xié)變量在下列值處進(jìn)行評估: Number of days=195.060 7。

3.2 生長性狀的方差分量和遺傳力

使用A-D模型對牙鲆F3代家系的全長、體寬、體質(zhì)量、日增體長和日增體質(zhì)量5個性狀進(jìn)行遺傳分析，結(jié)果表明，全長、體寬、體質(zhì)量、日增體長和日增體質(zhì)量的加性、顯性方差分量、方差分量比率均達(dá)到極顯著水平(p<0.01)。以上5個性狀的加性方差分量比率為(0.099±0.01)～(0.24±0.02)，顯性方差分量比率為(0.30±0.02)～(0.31±0.02)，隨機(jī)方差分量比率為(0.48±0.02)～(0.61±0.01)。顯性方差分量均大于加性方差分量，機(jī)誤方差分量比率在0.48到0.61之間，達(dá)到了極顯著水平(p<0.01)。以上性狀狹義遺傳力在(0.099±0.01)到(0.24±0.02)之間，5個性狀都顯示低遺傳力，廣義遺傳力在(0.39±0.01)到(0.52±0.02)之間，均達(dá)到極顯著水平(p<0.01)，其中日增體質(zhì)量的狹義、廣義遺傳力都是最低(表2)。

表2 利用“A-D”模型對牙鲆F3代家系5個性狀方差分量值、方差分量比率以及遺傳力估計結(jié)果(M±S.E)

注：** 表示差異極顯著(p<0.01)；*表示差異顯著(p<0.05)。

3.3 親本加性效應(yīng)

表3列出了參與牙鲆F3代家系建立的18個牙鲆親本群體5個生長性狀的加性效應(yīng)估計值，全長加性效應(yīng)在(17.15±1.822)到(-12.86±1.352)之間，其中F0917、F0908、F0905、F0921、F09125、F0915、F0927和KS群體親本具有顯著或極顯著正向加效應(yīng)，其他親本則為顯著的負(fù)向效應(yīng)。體寬的加性效應(yīng)在(5.37±0.687)到(-5.68±0.553)之間，同樣以上8個親本具有正向效應(yīng)，其他家系為負(fù)向效應(yīng)。體質(zhì)量的加性效應(yīng)在(19.62±2.427)到(-11.41±1.117)之間，F(xiàn)0917、F0908、KS、F0905、F0921和F0915六個親本具有極顯著的正向加性效應(yīng)，其他親本具有不同程度的負(fù)向效應(yīng)。全長日增量的加性效應(yīng)在(0.04±0.006)到(-0.06±0.008)之間，其中F0917、KS、F0905、F0921、F0768、F09125、F09121 七個親本具有顯著或極顯著正向加性效應(yīng)，其他親本具有不同程度的負(fù)向效應(yīng)。體質(zhì)量日增量的加性效應(yīng)在(0.04±0.007)到(-0.06±0.007)之間，正向與負(fù)向效應(yīng)與體長日增量相同。綜合以上5個性狀的加性效應(yīng)預(yù)測值，可以看出F0917、F0908、F0905、F0915、F09125和KS群體的親本在5個性狀上都具有極顯著的正向效應(yīng)(p<0.01)。其他親本5個性狀都不同程度的表現(xiàn)為顯著(p<0.05)或極顯著(p<0.01)的負(fù)向加性效應(yīng)(見表3)。

表3 親本加性效應(yīng)預(yù)測值(M±S.E)

注：** 表示差異極顯著(p< 0.01)；*表示差異顯著(p<0.05)。

3.4 親本不同雜交組合顯性隨機(jī)效應(yīng)

對F3代家系建立中42個雜交組合的顯性隨機(jī)效應(yīng)進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果顯示(表4)，全長的顯性效應(yīng)在(45.55±2.585)到(-32.02±3.17)之間，有19個雜交給表現(xiàn)為不同程度的正效應(yīng)，其中12個雜交組合表現(xiàn)出極顯著的正效應(yīng)(p<0.01)。體寬的顯性效應(yīng)在(17.01±1.031)到(-10.51±1.09)之間，有18個雜交組合表現(xiàn)為不同程度的正效應(yīng)，其中有11個表現(xiàn)為極顯著正效應(yīng)(p<0.01)。體質(zhì)量的顯性效應(yīng)在(41.77±3.154)到(-21.74±2.84)之間，有13個雜交組合表現(xiàn)為不同程度的正效應(yīng)，其中有11個表現(xiàn)為極顯著正效應(yīng)(p<0.01)。在全長、體寬和體質(zhì)量3個性狀上都表現(xiàn)為極顯著正效應(yīng)的雜交組合為D(6×6)、D(1×14)、D(2×6)、D(2×11)、D(3×4)、D(3×16)、D(3×17)、D(4×18)、D(7×12)、D(7×14)、D(8×13) 11個雜交組合。

全長日增量的顯性效應(yīng)在(0.17±0.016)到(-0.10±0.017)之間，有22個雜交組合表現(xiàn)為不同程度的正向效應(yīng)，其中有14個表現(xiàn)為極顯著正效應(yīng)(p<0.01)。體質(zhì)量日增量的顯性效應(yīng)在(0.18±0.020)到(-0.12±0.018)之間，有22個雜交組合不同程度的表現(xiàn)為正效應(yīng)，其中有13個表現(xiàn)為極顯著的正效應(yīng)(p<0.01)。在這兩個性狀上都表現(xiàn)為極顯著正效應(yīng)的雜交組組合為D(5×5)、D(1×3)、D(1×12)、D(2×6)、D(2×13)、D(2×18)、D(3×4)、D(4×11)、D(6×8)、D(7×12)、D(7×14)、D(8×11)、D(8×15)。對以上結(jié)果綜合比較，在5個性狀上都表現(xiàn)為正效應(yīng)的雜交組合為D(2×6)、D(2×18)、D(3×4)、D(7×12)、D(7×14)、D (8×13)，利用這些雜交組合建立家系將促進(jìn)牙鲆以上5個性狀的生長。

表4 各雜交組合顯性隨機(jī)效應(yīng)值(M±S.E.)

續(xù)表4

注：D表示顯性效應(yīng)；1～18為親本序號，與表3中親本序號及親本相同；** 表示差異極顯著(p<0.01)；*表示差異顯著(p<0.05)；+表示差異水平為p<0.10。

4 討論

牙鲆在我國的養(yǎng)殖面積相當(dāng)廣泛，從渤海灣北部到福建南部沿海地區(qū)都有牙鲆的養(yǎng)殖[18]。養(yǎng)殖方式有工廠化、池塘和網(wǎng)箱養(yǎng)殖。近年來人們不斷總結(jié)養(yǎng)殖經(jīng)驗，結(jié)合南北方海水溫度差異和互補(bǔ)優(yōu)勢，逐漸發(fā)展了一種“池塘-網(wǎng)箱南北接力”養(yǎng)殖模式，當(dāng)年可將牙鲆養(yǎng)殖到400～500 g，極大的提高了商品魚的養(yǎng)成速度和養(yǎng)殖效益，同時為牙鲆產(chǎn)業(yè)化探索了新的途徑。隨著牙鲆養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，對生長快、抗病力強(qiáng)、溫度適應(yīng)性廣、抗逆力強(qiáng)牙鲆新品種的需求日益迫切。在牙鲆選擇育種方面，目前雖然已經(jīng)培育出1個具有生長優(yōu)勢雜交新品種，但需要對繁殖群體進(jìn)行不斷的保持和延續(xù)，對優(yōu)良性狀進(jìn)行不斷的提純和復(fù)壯。另外在國內(nèi)牙鲆養(yǎng)殖新品種的覆蓋率還相當(dāng)?shù)停瑸榱私鉀Q養(yǎng)殖生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題，還需要針對抗病、耐高溫、抗逆力等方面培育出更多的養(yǎng)殖新品種，來不斷滿足生產(chǎn)發(fā)展的需求。

選擇育種是目前牙鲆育種中最主要的育種手段，通過群體選育初步建立了牙鲆黃海野生群體、日本群體、韓國群體和抗鰻弧菌群體4個基礎(chǔ)育種群體[12—13]，從2007-2009年利用這些基礎(chǔ)群體，通過家系建立和選育方式建立了牙鲆F1、F2代家系，并從中篩選出生長快、成活率高的家系[13]。2012年利用F1、F2代優(yōu)良家系和韓國牙鲆群體構(gòu)建了F3代家系。本研究擬通過F3代家系的選育，為牙鲆新品種的培育準(zhǔn)備具有豐富遺傳性狀的育種材料。

數(shù)量性狀選擇是選擇育種的方法之一，數(shù)量性狀通常受許多微效基因控制，同時受到環(huán)境因素的影響[17]。Fisher最早提出了數(shù)量性狀遺傳的“加性—顯性”遺傳模型，為數(shù)量遺傳模型的建立奠定了基礎(chǔ)[19]。1953年Henderson提出了3種適用于非均衡資料的Henderson方法，1971年P(guān)atterson和Thompson正式提出約束極大似然法(Restricted Maximum Likelihood，REML)用于遺傳方差組分估計，國內(nèi)外的大量研究證明，REML方法是目前動物育種中遺傳參數(shù)估計比較理想的方法[20]。利用動物遺傳模型已經(jīng)對銀大麻哈魚(Oncorhynchuskisutch)[21]、虹鱒(Oncorhynchusmykiss)[22]、尼羅羅非魚(Oreochromisnilogicus)[23]等魚類的體長和體質(zhì)量遺傳參數(shù)進(jìn)行了估計。

估計邊際均值是指剔除其他變量影響時算出的均值，能夠更加客觀地評估各家系的生長情況[24]，本文利用生長日齡為協(xié)變量對家系生長體長、體寬、體質(zhì)量和日增質(zhì)量幾個性狀的邊際平均值進(jìn)行估計，結(jié)果直觀的反映了家系的生長情況。利用前3個性狀進(jìn)行生長快家系的篩選，具有一定的趨同性，說明全長、體寬、體質(zhì)量3個性狀的相關(guān)性比較好。而根據(jù)體質(zhì)量日增量篩選出的優(yōu)良家系與其他3個性狀的優(yōu)良家系具有一定差別，主要是由于不同家系建立日期不同造成。綜合比較以上性狀的篩選結(jié)果，1202、1206、1226和1211等家系具有生長快特點。

牙鲆家系的表型性狀不僅受到遺傳因素的影響，同時受到環(huán)境因素的影響，其遺傳因素主要由基因的加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)來決定，在“加性-顯性”線性模型中以加性方差和顯性方差來表現(xiàn)。本文中全長、體寬、體質(zhì)量、全長日增量和體質(zhì)量日增量5個生長性狀的顯性方差分量均大于加性分量，說明牙鲆家系在195日齡時以上5個性狀的遺傳效應(yīng)主要取決于基因的顯性效應(yīng)。但是利用230日齡F1代牙鲆家系生長數(shù)據(jù)估計全長和體質(zhì)量的加性效應(yīng)高于顯性效應(yīng)[9]，是否可以推測在195日齡時有利于顯性效應(yīng)的選擇，而在230日齡時有利于加性效應(yīng)的選擇。另外這一時期環(huán)境影響造成的隨機(jī)效應(yīng)值相對較高，說明環(huán)境因素對以上性狀有明顯影響。主要是由于牙鲆家系早期培育要受到家系建立時間、環(huán)境溫度、攝食餌料強(qiáng)度、不同培育水缸和操作人員的技術(shù)差異等因素的影響，隨著家系生長及標(biāo)準(zhǔn)化培育，這種影響會逐漸降低。

在魚類選擇良種中，育種值的估計是選種和配種方案制定的重要指標(biāo)，育種值可以利用選擇指數(shù)、最佳線性無偏預(yù)測BLUP法和標(biāo)記輔助BLUP等方法進(jìn)行估計[25]，育種值是指親本的種用價值，在數(shù)量遺傳學(xué)中把決定數(shù)量性狀的基因加性效應(yīng)值定義為育種值。利用育種值選擇和表型選擇方法分別對大菱鲆家系進(jìn)行了選育評估，發(fā)現(xiàn)育種值的選擇效率高于表型值選擇的效率[26]。利用單性狀重復(fù)觀測值及動物模型對虹鱒體質(zhì)量、體長、肥滿度的個體育種值和綜合育種值進(jìn)行了估計[27]。本文利用“加性-顯性”模型估計了牙鲆全長等5個性狀的綜合育種值在0.099～0.24。而230日齡F1代牙鲆家系體長和體重育種值分別為0.20和0.26[9]，兩次評估所得到的體長和體質(zhì)量的育種值相近。

遺傳力是衡量遺傳進(jìn)展的主要標(biāo)志，狹義遺傳力為加性效應(yīng)方差占表型方差的比率，廣義遺傳力為加性方差和顯性方差之和在表型方差中所占比率[17]。一般認(rèn)為具有0.2以上遺傳力的性狀就有選擇效果。鯉魚(Cyprinuscarpio)早期個體體長和體質(zhì)量的遺傳力在0.11～0.16范圍內(nèi)[28]；大黃魚(Larimichthyscrocea)40日齡時的體長和體質(zhì)量遺傳力分別為0.31和0.29[29]；羅非魚(Oreochromisniloticus)在不同環(huán)境和不同世代的遺傳力估計結(jié)果具有較大差異(0.00～0.52)[30]，在同一養(yǎng)殖條件下同一世代魚類的收獲體重遺傳力為0.06～0.68[31]。田永勝等以3個牙鲆育種群體為研究對象，估計了體長和體質(zhì)量的狹義遺傳率分別為0. 199 和0. 256，廣義遺傳率分別為0. 312 和0. 336[9]；Tian等通過完全雙列雜交方式估計了生長早期牙鲆生長性狀的遺傳力，體長遺傳力0.22～0.40、體質(zhì)量遺傳力0.29～0.48[8]；Liu等估計牙鲆不同時期生長性狀的遺傳力結(jié)果為0.13～0.39[32]。本文中牙鲆5個生長性狀的狹義和廣義遺傳力分別在0.099～0.24和0.39～0.52，其中，只有全長的遺傳力達(dá)到了中等遺傳力水平(0.24±0.02)(h2>0.2)，其它性狀的遺傳力較低。環(huán)境效應(yīng)造成的隨機(jī)效應(yīng)方差達(dá)到了0.48～0.61，平均0.53，同時廣義遺傳力明顯大于狹義遺傳力，這一現(xiàn)象說明利用當(dāng)前的牙鲆核心群體進(jìn)行雜交育種，有望獲得較好的效果。另外反映出養(yǎng)殖環(huán)境對全長、體寬、體質(zhì)量、全長日增量和體重日增量的影響較大。這主要由于家系的建立延時較長，繁殖前期和后期建立的家系在生長、環(huán)境適應(yīng)、餌料應(yīng)用等方面都有較大差異。此外1齡以內(nèi)的魚苗在遺傳上受母體效應(yīng)影響較大，從而體現(xiàn)為環(huán)境效應(yīng)大于基因加性、顯性效應(yīng)，給遺傳選擇方面造成一定的困難。因此對魚類家系性狀的選擇應(yīng)當(dāng)達(dá)到1～2齡較為適宜。

本次研究結(jié)果與已報道的關(guān)于牙鲆生長性狀遺傳力的估計結(jié)果相比，各性狀的遺傳力相對較小，主要原因可能是研究群體存在差異，目前家系已經(jīng)為F3代家系，在F1、F2代家系的建立與篩選過程中，不同群體之間的遺傳基因不斷的雜合、家系所包含的遺傳多樣性越來越豐富，這方面的原因也會導(dǎo)致遺傳力變小。

生物性狀的加性效應(yīng)通過遺傳選擇可以遺傳給后代。Pante等利用加性、加性-顯性、加性-顯性-上位動物模型對虹鱒3個核心群體體質(zhì)量近交效應(yīng)進(jìn)行了分析[33]。之后又利用A、A+F、A+CE、A+CE+F、A+D+F、A+D+CE+F線型模型對3個虹鱒群體近交后代的體質(zhì)量加性效應(yīng)、顯性效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)等進(jìn)行了分析，加性效應(yīng)隨著近交效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)的增加有所降低。顯性方差比率在0%～22%，環(huán)境方差比率在0%～6%，有較大的變化[34]。王成輝等利用加性-顯性-上位性遺傳模型，對興國紅鯉(Cyprinuscarpiovar.singuonensis) 、荷包紅鯉(C.carpiovar.wuyuanensis) 和甌江彩鯉(C.carpiovar.color) 雙列雜交子二代的體質(zhì)量10個形態(tài)性狀的加性和上位性遺傳效應(yīng)進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示甌江彩鯉的加性和上位性效應(yīng)能顯著增加后代的體質(zhì)量、全長和體長，而興國紅鯉和荷包紅鯉的加性和上位性效應(yīng)能顯著降低后代的體質(zhì)量、全長和體長[35]。本文利用加性-顯性模型對19個親本群體的全長、體寬、體質(zhì)量、體長日增量和體質(zhì)量日增量5個性狀的加性效應(yīng)進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示F0917、F0908、F0905、F0915、F09125和KS六個親本群體在5個性狀上都具有極顯著的正向效應(yīng)，說明以上親本在育種中能夠促進(jìn)牙鲆以上性狀的生長。

利用加性-顯性模型對41個雜交組合的顯性隨機(jī)效應(yīng)進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果顯示，D(2×6)、D(2×18)、D(3×4)、D(7×12)、D(7×14)、D(8×13) 6個雜交組合的顯性效應(yīng)在5個性狀中均表現(xiàn)為極顯著正效應(yīng)，說明利用以上雜交組合進(jìn)行家系的建立和優(yōu)良品系的選育可以促進(jìn)牙鲆體長、體質(zhì)量的生長。雜交組合中2號親本為F0751、3為KS、4為F0750、6為F0915、7為F0917、8為F0768、12為F09121、13為F0905、14為F09104、18為F09125，其中5個親本具有顯著的正向加性效應(yīng)。F0750和F0751為F1代家系中篩選出的具有生長快、成活率高的優(yōu)良家系。F0768為具有抗鰻弧菌病能力的F1代家系。F0905、F0915、F0917、F09121、F09125五個親本為F2代家系中篩選出的具有生長快抗病力強(qiáng)的優(yōu)良家系。KS為從韓國引進(jìn)的優(yōu)良牙鲆群體。可見以上篩選出的雜交組合具有優(yōu)良的親本來源，因此，在以后的育種中可以充分利用這6個雜交組合來進(jìn)行雜交育種和新品種選育。

綜上所述，利用牙鲆選育F3代家系生長數(shù)據(jù)和“加性-顯性”線型模型對牙鲆選擇育種結(jié)果進(jìn)行分析和預(yù)測，可為牙鲆選擇育種操作提供可信的育種依據(jù)，通過以上遺傳效應(yīng)分析，篩選出了F1202、F1206、F1226和F1211生長快的家系，F(xiàn)0917、F0908、F0905、F0915、F09125和KS優(yōu)良親本，以及D(2×6)、D(2×18)、D(3×4)、D(7×12)、D(7×14)、D(8×13) 6個雜交組合，為牙鲆新品種的選育提供明確的技術(shù)路線。

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Establishment and estimated genetic effects ofParalichthysolivaceusF3 families

Tian Yongsheng1，Chen Honglin1，2，Qi Wenshan1，2，Jiang Jing1，2，Zhang Yingping1，2，Liu Wanjun1，3，Li Baoyu4，Liu Shoutang4，Sun Deqiang4，Chen Songlin1

(1.KeyLaboratoryforSustainableUtilizationofMarineFisheryResources，MinistryofAgriculture，YellowSeaFisheriesResearchInstitute，ChineseAcademyofFisherySciences，Qingdao266071，China; 2.CollegeofFisheriesandLifeScience，ShanghaiOceanUniversity，Shanghai201306，China3.OceanUniversityofChina，Qingdao266003，China； 4.HuanghaiAquacultureLtd.，Haiyang265100，China)

Paralichthysolivaceusis the major species for marine aquaculture and fisheries on the western Pacific coast. Due to the high disease incidence and slow growth rate observed in artificial-breeding programs，the selective breeding of Japanese flounder has been pursued since the beginning of this century. Here，we established 52 F3 families based on the screened F1 and F2 core families that we bred previously. Approximately 196 days after hatching，we measured five growth traits of 1 560 fry from the 52 families，for a total of 7 800 data points. An “A-D” model and MINQUE were used to estimate the marginal mean，additive-variance component，dominance-variance component，random-variance component，narrow-sense heritability，broad-sense heritability，parental additive effect and random hybridization effect of each trait. The additive-variance component ratios of the five traits were between (0.099±0.01) and (0.24±0.02); the dominance-variance component ratios were between (0.30±0.02) and (0.31±0.02); the random-variance component ratios were between (0.48±0.02) and (0.61±0.01); the narrow-sense heritabilities were between 0.099 and 0.24; and the broad-sense heritabilities were between 0.38 and 0.54. Each of these genetic parameters showed highly significant differences (p<0.01). The random dominance effects of 42 crosses were predicted，and D(2×6)，D(2×18)，D(3×4)，D(7×12)，D(7×14) and D(8×13) all showed highly significant positive effects (p<0.01) on the five traits. The results of this study provide a preliminary set of optimal parental lines，crosses and families to establish improved Japanese flounder strains. These results also provide a theoretical and technical foundation for further selective breeding．

japanese flounder;Paralichthysolivaceus; F3 family; heritability; additive effect; dominance effect

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.004

2014-07-15；

2014-12-17。

“863”高技術(shù)研究發(fā)展計劃(2012AA10A408)；國家自然科學(xué)基金(31372510)；上海海洋大學(xué)研究生科研基金(A1-0209-14-0900-37)；山東省泰山學(xué)者建設(shè)工程專項資助。

田永勝(1964—)，男，甘肅省會寧縣人，研究員，博士，主要從事魚類低溫生物學(xué)及遺傳育種研究。 E-mail:tianys@ysfri.ac.cn

*通信作者：陳松林，研究員。E-mail：chensl@ysfri.ac.cn

S917.4

A

0253-4193(2015)04-0040-12

田永勝，陳紅林，齊文山，等. 牙鲆選育F3代家系的建立及遺傳效應(yīng)分析[J].海洋學(xué)報，2015，37(4)：40—51，

Tian Yongsheng，Chen Honglin，Qi Wenshan，et al. Establishment and estimated genetic effects ofParalichthysolivaceusF3 families[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(4)：40—51，doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2015.04.004