中国对虾fenneropenaeuschinensis家系的建立

中国对虾fenneropenaeuschinensis家系的建立

1高健康中国对虾苗种选育技术中国的京剧鱼属于节肢动物门、甲壳状、足科、枝突亚门、广东虾科和明虾科。中国的京剧鱼主要分布在中国黄海、渤海和汉江沿岸。这是中国北方重要的捕食者和虾育种基地。20世纪80年代以后，日本板岩的水产养殖在中国的海水养殖中发挥着重要作用。近年来，由于过度捕鱼和生态环境等因素，中国板岩的自然资源迅速减少。特别是自1993年虾病爆发以来，中国的虾业严重中断。重要原因之一是，水产养殖中使用的种子基本没有系统、手动、定量育种，它们的遗传基础仍然是野生的，生长速度、抗病性和品质都没有达到良好的程度。良种问题已成为中国养虾业稳定发展的主要“瓶颈”之一。因此，培育优质、高产、抗逆品种是必需的，这对于关系到日本水产养殖。为了获得高健康中国对虾幼体,对中国对虾快速生长性状和抗病性进行了人工选育.针对我国对虾养殖业存在的种质退化、疾病发生严重等问题,对中国对虾高健康种群的选育技术进行了连续几年的研究,建立了生长速度快和抗病力强的二个养殖品系.其中中国对虾快速生长新品种“黄海1号”通过国家水产原良种审定委员会的审定.但是目前的选育方式主要是群体中自然交尾得到后代,从中选择有特定性状的个体,这种方法无法避免群体中的近交,得到的后代容易产生近交衰退,从而强烈影响新品种的各种性状.另一种选育新品种的方式是通过建立对虾家系,然后从这些家系中分别选择亲本培育后代,从而限制繁殖亲本的近交,这方面做的工作较少,已经成为亟待解决的问题.中国对虾家系构建方法可采用人工控制亲虾定向交尾技术,但是现阶段定向交尾成功率不高,并且操作复杂,实际应用中并不理想.另外一个家系构建方法是由人工授精技术达到亲本的定向交尾,得到子代家系,本方法相对简便易行,适合在科研和生产中推广.本文作者从中国对虾不同种群中选择未交尾的越冬亲虾进行人工授精,获得了101个全同胞家系,其中包括29个半同胞家系,并对不同家系幼体的生长、发育和存活等方面和养成阶段的生长进行了比较研究.2材料和方法2.1亲虾来源的确定实验在黄海水产研究所海水养殖遗传育种中心即墨鳌山卫实验基地进行,材料采用未交尾的越冬亲虾:乳山湾海捕中国对虾(RS)、青岛近海海捕中国对虾(QD)和朝鲜群体养殖二代中国对虾(KC),以及黄海所鳌山卫试验基地的养殖亲虾(包括“黄海一号”和抗病品系“即抗98”).2.2进行人工授精2005年3月24至25日,采用4种人工授精方法,对未交尾的亲虾进行人工授精.取不同群体的雄虾或雌虾与另一群体的雌虾或雄虾进行人工授精,同时记录亲虾的眼柄标记号码,以便区分开后代家系的来源.中国对虾的人工授精4种具体方法:整个精荚移植、输精管移植、精荚切块移植和精液移植.整个精荚移植和输精管移植前人已做过大量的尝试,并且方法已比较成熟,这里不再赘述,而精荚切块移植和精液移植为我们实验室最新研究的人工授精方法,本实验中共进行了155例雌虾的人工授精.2.3亲虾的人工诱导所有家系的幼体培育、中间暂养和养成都是在相同的环境条件下,严格按照对虾养殖技术规范(NY/T5059-2001)进行,人工授精后的亲虾每尾单独置于室内2.8m3(2m×1m×1.4m)的方缸中,水温控制在14℃,促其产卵.试验用水为沙滤水,盐度为27~29,pH8.2~8.6.每个亲虾产卵后,将其捞出,将水温缓慢升至16~18℃,进行幼体孵化,变成无节幼体后,移入78×80×150cm3的桶中,每个家系一个桶,各家系间严格隔离.2.4家系测试与幼年存活率测量每天观察受精和产卵情况,在亲虾产卵后统计受精率和孵化率.亲虾产卵后,随机收集200粒卵在显微镜下观察,统计受精率.受精率为受精卵与所产卵子的总数之比,以出现受精膜和能进行正常细胞分裂为指标.各家系取样,用带有目微尺的显微镜进行活体测量,测量后幼体再被放回原处,每个家系每次随机测量23个个体;每3天对所有家系幼虫数量进行计数以计算幼虫的存活率,每个家系取样5次,每次200mL,计算幼体密度后,利用外推法求出幼体总数;每次测定幼体密度后,再对各家系的幼体密度进行均等校正,以消减密度效应的影响.在养成阶段,将5个不同家系的所取得个体(每个家系选择体长较接近的23个个体)分别用VIE(VisibleImplantElastomer)对对虾尾节进行荧光标记,放养在室内15m3(2m×5m×1.5m)的同一水池中.对5个家系的中国对虾进行实验期间体长增长的测定.2.5两个初始体长的数据比较采用SPSS10.0统计分析软件对不同家系间数据进行分析比较,Duncan多重检验比较家系两两间差异的显著性,同时采用协方差分析方法消除初始体长对实验期间对增长的影响.3亲虾的养殖管理本实验中进行的155例雌虾人工授精有108尾雌虾成功产卵并孵化,成功率为69.7%,在此基础上目前已经建立了101个中国对虾全同胞家系,其中包括29个半同胞家系.由于不同亲虾产卵时间的不确定性,导致家系间和家系内幼体生长发育的不同步,这样幼体的生长发育受外部环境影响差异性较大.因此,本实验中亲虾的产卵、幼体的孵化和生长发育都是严格按照对虾养殖技术规范进行,即使整个育苗流程的外部环境条件达到一致.并且本实验中我们主要取了RS(雄,♂)×RS(雌,♀)(35164,属于RS(♂)×RS(♀)群体交尾,用于测量生长的家系,号码为雌虾眼柄标记号,下同)、RS(♂)×QD(♀)(35309)、RS(♂)×KC(♀)(35339)和QD(♂)×KC(♀)(35471),这些群体是通过整个精荚移植授精方法产生的家系.3.1产卵的受精率及孵化率3个不同群体内或间通过完全精荚移植授精方法亲虾所产卵的受精率、孵化率以及存活率见表1和表2.方差分析显示,在4个实验组间都没有显著性差异(P>0.05).3.2实验组中国对虾幼虾生长指标情况的比较各家系取样自仔虾1期之日起(幼体日龄一致)到仔虾10期为止.在实验期间,对虾幼体体长增长及方差分析结果见下表3.从对实验组中国对虾幼体的生长指标分析结果(见表3)可以看出实验组不同家系间和家系内的生长无显著性差异(P>0.05).3.3实验组生长指标本实验自8月1日之日起到8月25日为止.在实验期间,对虾体长增长及方差分析结果见表3,4.从对实验组中国对虾养成阶段的生长指标分析结果(见表3,4)可以看出实验组家系间的生长增量在实验阶段差异是极显著的(P<0.01),其主要原因是养成阶段乳山湾海捕中国对虾RS(♂)×RS(♀)(35164)后代实验组与其他实验组相比在8月份体长的增长缓慢造成的.4讨论和结论4.14群体间的人工授精进行定向人工授精时,由于不同群体的亲虾大小规格不一,有些亲虾的精荚太大,不易放入雌虾的纳精囊中,即使授精成功,亲虾入水后,精荚也很容易脱出,造成精子流失,从而影响受精,而精荚切块移植可以避免这种问题.我们在进行群体间的人工授精时,由于有的群体雄虾不足,所以采用该群体已交尾的雌虾作为精子供体,进行精液移植.在人工授精实验中,整个精荚移植效果最好,并且技术已成熟,其次是精荚切块移植.输精管移植和精液移植效果较差,分析其原因,主要有以下几方面:对于输精管移植,获取的输精管的部位是否准确和输精管中精子质量好坏均会影响到受精效果;对于精液移植,精液质量好坏及所移取量的多少也会影响受精效果.输精管移植和精液移植还有待于进一步的改善和提高,但在缺少雄性亲本时,精液移植也不失为一种好的替代方法.由此看来,在中国对虾选择育种过程中,可以采用以整个精荚移植和精荚切块移植为主,输精管移植和精液移植为辅的方法,来建立大量的全同胞和半同胞家系.4.2家系间生长与扩大生长研究定向选择育种的基本原理是假定经济性状(如生长速度、抗逆能力等)是由多个微效基因决定并受环境条件影响而相互作用的结果.在进行性状的选择时,首先需建立遗传变异丰富的基础群体,利用全同胞和半同胞家系估算该性状的遗传力,特别是由多个基因的加性效应所产生的遗传力,在此基础上确定选育参数,通过选育每代所获得的进展称做遗传获得量.美国海洋对虾养殖规划协会(MSFPC)对凡纳对虾开展实施遗传改良计划,到1998年以来已建立起两个品系,一个品系的70%来自抗Taura综合症病毒(TSV)的个体,30%是生长速度快的个体;另一个品系100%选自生长速度快的个体.夏威夷Makapuu对虾选育中心每年可以生产两批80个遗传性状各有不同的家系,使美国的养虾业在全球普遍下滑的情况下仍能保持健康发展.澳大利亚也制定了斑节对虾和日本对虾育种计划,开展了一系列育种研究.本研究所用实验材料为几个不同地理群体和养殖群体,这样以来能保证基础群体遗传变异丰富,并且采用不同群体间和群体内的人工授精,人为的控制定向交配,一方面可以避免近交所带来的近交衰退现象,另一方面获得了101个全同胞家系(其中包括29个半同胞家系)为以后的选择育种研究和家系选育打下坚实的基础.对虾遗传参数的研究是进行各项育种工作的基础.Hetzel等研究了日本对虾生长的选择反应和遗传力,一个世代的选择反应平均为10.7%,6月龄平均现实遗传力为0.234.Goyard等研究了红额角对虾的快速生长的选择育种,第五代选择反应为21%.Finley等对美洲鳌龙虾的稚虾进攻行为的三项指标的全同胞家系的遗传力进行了估计.Malecha等估计了罗氏沼虾的稚虾生长性能的半同胞家系遗传力.Lester等对凡纳对虾稚虾的9项指标的遗传力估计,同时对红额角对虾的幼体3项个体大小指标遗传力估计.Argue等研究了凡纳对虾生长和抗特纳综合病症病毒的选择育种,经过一代选择,选择育种后代比对照组生长速度提高21%(24.2对22g),半同胞遗传力为0.84±0.4