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为解决生物安保型育种方案（BS）中基因型与环境互作（G×E）导致遗传增益降低的问题，研究人员开展了太平洋白对虾基因组选择策略的研究。结果表明，基因组选择可有效补偿遗传增益损失，且受 G×E 水平和选种群（SG）基因分型个体数量影响，该研究对优化育种方案意义重大。
在水产养殖领域，传统的基于家系的选育项目在促进生长相关性状的遗传改良方面取得了一定成果。然而，当采用生物安保型育种方案（BS）时，由于养殖环境的差异，基因型与环境互作（G×E）问题凸显。在不同的养殖环境下，同一基因型的表现可能截然不同，这就使得基于传统谱系的选择方法难以准确挑选出在商业养殖环境（CE）中具有最佳遗传潜力的个体，进而导致遗传增益降低。例如，在太平洋白对虾的养殖中，不同的养殖环境，像粗放式、半集约化、集约化池塘以及超集约化水槽系统，各自具有独特的生物安保条件和种群密度，这些差异会显著影响对虾的生长表现。为了应对这一挑战，中国水产科学研究院黄海水产研究所等机构的研究人员开展了一项旨在优化太平洋白对虾育种方案的研究。该研究成果发表在《Genetics Selection Evolution》上，对于提升水产养殖的遗传改良效率、保障产业的可持续发展具有重要意义。
研究人员采用的主要关键技术方法包括：利用随机模拟技术，对太平洋白对虾的育种过程进行模拟，涵盖 31 代的选育；运用单步基因组最佳线性无偏预测（ssGBLUP）和基于谱系的最佳线性无偏预测（PBLUP）方法，预测个体的估计育种值（EBV）和基因组估计育种值（GEBV）；设置不同的 G×E 水平，通过改变遗传相关性（0.2、0.5 和 0.8）来模拟不同程度的基因型与环境互作。
研究结果如下：
- 生物安保型育种方案中遗传增益的损失：通过谱系选择的 BS 与非生物安保型育种方案（NBS）相比，遗传增益损失在 9.4% - 38.9% 之间。基因组选择下，遗传增益损失程度取决于 G×E 水平。当遗传相关性为 0.8 时，采用特定策略可实现 NBS 遗传增益的 93.2%；而当遗传相关性低于 0.5 时，则需要增加选种群（SG）基因分型个体数量。
- 测试群（TG）每个候选家系内的选择性基因分型策略：TG 中最佳的选择性基因分型策略是 T&B，即对每个候选家系中表现极端的个体进行基因分型。与其他策略相比，该策略可使遗传增益平均提高 2.4%。
- 选种群（SG）每个候选家系内基因分型个体的数量：基因组选择时，增加 SG 中基因分型个体数量可显著提高遗传增益。当数量从 20 增加到 50 时，遗传增益平均提高 9.4%；从 50 增加到 80 时，平均提高 2.4%。并且，G×E 水平越高，增加基因分型个体数量的效果越明显。
- 基因组选择与基于谱系的选择对比：在 BS 中，基因组选择在提高遗传增益方面显著优于基于谱系的选择；在 NBS 中，基因组选择的优势相对较小。随着 G×E 水平增加，BS 中基因组选择的优势更加突出。
- G×E 水平随世代的变化：在 BS 的 30 代选育过程中，NP 的 G×E 水平发生显著变化。遗传相关性平均降低，且初始 G×E 水平越高，遗传相关性变化的变异性越大。
- 近交率：所有育种方案的近交率均低于 1%，符合标准。在 BS 的基因组选择中，近交率因 SG 基因分型个体数量而异，且 T&B 策略与其他两种策略的近交率存在显著差异。
研究结论和讨论部分指出，基因组选择能够有效缓解因 G×E 导致的 BS 遗传增益损失，尤其是采用 T&B 选择性基因分型策略时效果更明显。育种时应根据 NE 和 CE 之间的 G×E 水平调整 SG 基因分型个体数量，G×E 水平越高，所需的基因分型个体数量越多。同时，G×E 水平在选育过程中有上升趋势且波动明显。因此，建议采用 BS 的育种项目监测 G×E 水平，除非 G×E 水平较低，否则应保证每个候选家系中有 50 个 SG 个体进行基因分型，以最大程度减少遗传增益损失。该研究为水产养殖育种中应对 G×E 问题提供了科学依据和实践指导，有助于推动水产养殖产业的可持续发展，提高养殖效益和产品质量，在水产养殖遗传育种领域具有重要的理论和实践价值。
