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为解决瓦氏黄颡鱼(Pseudobagrus vachellii)养殖中面临的近交衰退等问题,研究人员开展开发四聚体微卫星标记用于其亲子鉴定的研究。结果显示开发的标记遗传多样性高,构建的系统鉴定准确率高,为育种等提供有力工具。
在水产养殖业蓬勃发展的当下,选育优良品种成为推动行业进步的关键。对于瓦氏黄颡鱼而言,它作为我国重要的淡水养殖鱼类,不仅是杂交黄颡鱼生产中的父本,自身也具有重要的经济价值。然而,其养殖之路并非一帆风顺。低耐缺氧能力导致养殖过程中大量死亡,造成严重的经济损失。同时,随着选育工作推进到第四代,近交衰退问题愈发严重,严重影响了鱼的生长性能、抗病能力和遗传多样性。准确的谱系记录对于指导育种策略和避免近交至关重要,而高效的分子标记则是实现这一目标的核心。在此背景下,为了突破瓦氏黄颡鱼养殖的困境,来自安徽省农业科学院的研究人员开展了一项关键研究,相关成果发表在《Aquaculture Reports》上。
研究人员采用了一系列关键技术方法。首先是全基因组重测序技术,对 120 尾瓦氏黄颡鱼的样本进行采集,其中 90 尾用于全基因组重测序和微卫星标记筛选,30 尾用于后续验证。接着利用 DNA 提取、文库构建和新一代测序技术获得大量序列数据。通过生物信息学分析,检测 SSR 基序并设计引物。为了评估标记性能和进行亲子鉴定分析,运用了 PCR 扩增、基因分型技术以及相关软件分析遗传特征和亲子关系。
研究结果
- SSR 的鉴定与分类:通过全基因组重测序,共获得 588,080 条序列,挖掘出 1,317,233 个重复数超过 5 的 SSR。其中二核苷酸重复最为常见,占比 67.10%,四核苷酸重复占 8.40%。
- 四聚体 SSR 的评估:挑选出 20 个含四核苷酸重复的位点并设计引物,全部成功扩增且特异性高。这些位点的等位基因数平均为 5.60,观测杂合度(Ho)平均 0.650,期望杂合度(He)平均 0.602 。14 个位点具有高多态性(PIC > 0.5),6 个位点显著偏离哈迪 - 温伯格平衡(P < 0.01) ,无效等位基因频率在 - 0.193 到 0.131 之间。
- 排除率与位点数的累积关系分析:20 个 SSR 对第一亲本、第二亲本和双亲的排除概率范围分别为 0.023 - 0.606、0.109 - 0.756 和 0.186 - 0.909。根据PIC值排序累加位点计算联合排除概率,发现使用 13 个位点时,第一亲本联合排除概率(CE - 1P)达 99.48%,第二亲本(CE - 2P)和双亲(CE - PP)达 99.99%。
- 多重复合 PCR 面板的构建:将 13 个位点优化成四个多重复合 PCR 面板,包括一个四重反应、两个三重反应和一个二重反应,为后续亲子鉴定提供了高效的技术手段。
- 亲子鉴定:通过模拟分析评估 13 个位点的亲子鉴定能力,当候选亲本少于 60 个时,鉴定准确率达 100%;候选亲本为 100 个时,单个亲本鉴定准确率约 90%,双亲鉴定准确率仍为 100%;候选亲本为 110 个时,单个亲本鉴定准确率降至 88%,双亲鉴定准确率不变。对有系谱记录的验证群体分析发现,190 个后代的亲子关系对数似然比(LOD)分数均大于 0,实际亲子鉴定准确率达 98.95%。
研究结论与讨论
该研究成功开发了用于瓦氏黄颡鱼亲子鉴定的四聚体微卫星标记,并构建了高效的亲子鉴定系统。高PIC值的标记在亲子鉴定中表现更优,多重复合 PCR 系统减少了时间和成本,为大规模育种提供了便利。尽管部分位点偏离哈迪 - 温伯格平衡,但整体结果表明基于微卫星的亲子鉴定在瓦氏黄颡鱼中具有可行性和可靠性。不过,实际亲子鉴定准确率略低于模拟结果,可能受到生物