中国中华绒螯蟹20K全基因组液态SNP芯片的研发与应用：助力种质鉴定与基因组育种

为解决中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)缺乏高通量基因分型工具、制约基因组选择(GS)和全基因组关联分析(GWAS)的瓶颈问题，研究人员基于靶向测序基因分型(GBTS)技术开发了HeXieXin-I液态SNP芯片。该芯片包含21,285个高质量SNP位点，覆盖70条染色体，基因分型准确率达95.57%，批次一致性达100%。通过GWAS鉴定出46个与甲长(CL)显著相关的SNP，发现ptpn11、profilin-1和lei等候选基因。该芯片为中华绒螯蟹种质资源管理和基因组育种提供了高效、低成本的技术支撑。

　　

中华绒螯蟹作为我国重要的淡水经济蟹类，其养殖产业面临种质资源混杂、生长性状退化等严峻挑战。尽管全基因组测序等技术已在该物种中应用，但缺乏标准化、高通量的基因分型工具，严重制约了基因组选择(GS)和分子育种进程。针对这一瓶颈问题，中国水产科学研究院淡水渔业研究中心的研究团队创新性地开发了首款适用于中华绒螯蟹的20K全基因组液态SNP芯片HeXieXin-I，相关成果发表在《Aquaculture Reports》上。

研究团队采用多管齐下的技术路线：首先采集中国七大流域240只野生样本进行全基因组重测序(平均深度20.62X)，通过GATK流程鉴定出2.03亿个SNP；基于群体分化系数(F_ST)和主成分分析(PCA)筛选出21,285个代表性SNP，采用GBTS技术构建芯片；通过400只养殖群体样本验证芯片在GWAS和基因组预测中的效能。

HeXieXin-I芯片的位点组成与基因分型质量评估
芯片SNP均匀覆盖70条染色体(每染色体104-1752个)，98.66%位点的次要等位基因频率(MAF)>0.1。功能注释显示843个位于外显子区，7960个位于内含子区。与重测序数据对比显示基因型一致性达95.57%，不同批次重复性达100%，证实其可靠性。

生长性状的遗传参数估计与GWAS分析
对体重(BW)、体高(BH)、甲长(CL)和甲宽(CW)的GWAS发现，CL性状的基因组遗传力最高(0.2524)。在46号染色体上鉴定出16个显著关联SNP(P<2.3×10^-6)，其中chr46_1686249位于ptpn11(调控RAS/MAPK通路)、profilin-1(影响细胞骨架)和lei(免疫调节)基因的100 Kb范围内，这些基因可能通过细胞增殖和发育调控影响甲壳生长。

芯片在种群遗传分析中的应用
基于七大流域样本的NJ系统发育树显示，鸭绿江(YLJ)、辽河(LH)和黄河(HH)种群已出现遗传混合，而瓯江(OJ)、长江(CJ)等南方种群仍保持独立分支，反映北方水系因增殖放流导致的种质混杂现状。

基因组选择预测精度评估
BayesA模型预测显示，CL和CW性状的预测精度最高(0.298和0.234)，基因组估计育种值(GEBV)无偏性接近1，证实芯片在育种实践中的应用潜力。

这项研究开创性地将液态芯片技术引入甲壳动物育种领域。HeXieXin-I芯片不仅解决了中华绒螯蟹缺乏标准化基因分型工具的难题，其"一芯多用"的设计理念——既能进行生长性状GWAS，又可实现种群溯源，为水产动物基因组育种提供了创新范式。特别值得注意的是，芯片检测到的ptpn11等候选基因为解析甲壳动物生长调控机制提供了新线索。随着芯片在育种企业的推广应用，预计将显著提升中华绒螯蟹的遗传改良效率，对保障我国特色水产种业安全具有重要意义。