基因组选择揭示大黄鱼抗寄生虫白点病的遗传分化与选择信号

本研究通过两代连续基因组选择（GS）培育抗白点病（Cryptocaryon irritans）大黄鱼品系，证实GS可显著提升96小时存活率（F2代提高18.5%，F3代提高79.7%）。全基因组扫描鉴定出5个正向选择区域（PSRs），涉及HIF-1信号通路、NOD样受体通路等免疫代谢通路，关键基因crebbp和traf2与抗病性显著相关。研究为水产抗病育种提供了基因组选择技术应用范例。

　　

引言

大黄鱼（Larimichthys crocea）作为中国重要海水养殖物种，长期受白点病（病原体为纤毛虫Cryptocaryon irritans）威胁。本研究通过两代连续基因组选择（Genomic Selection, GS）培育抗病品系，结合全基因组关联分析（GWAS）和选择信号扫描，解析抗性遗传机制。

材料与方法

实验设计：以福建宁德地理群体为基础，2018年建立参考群体（F0代），通过人工感染获得抗性表型（存活状态/死亡时间）。2020年和2022年分别实施两代GS，筛选高基因组估计育种值（GEBV）个体繁殖F2、F3代。

基因分型：初代采用双酶切限制性位点关联DNA测序（ddRAD），后续使用55K NingXin芯片，最终整合1844个体、28,637个SNPs。

挑战测试：F2、F3代分别以2000/2500个嗜热体（theronts）感染，记录96小时存活率。统计采用R语言survival包。

选择信号分析：通过固定指数（Fst）、核苷酸多样性比值（ω）、单倍型纯合度（Rsb）及GWAS p值计算复合选择评分（CSS），筛选99%分位数的基因组区域。

结果

抗性表现：F2、F3代存活率较对照组显著提升（18.5% vs 0%；89.9% vs 10.2%），GEBV逐代递增（图2）。

遗传结构：PCA和祖先成分分析显示，群体随世代向左偏移（PC1均值下降），且幸存者PC1低于死亡个体（图3）。近交系数（F_roh）从F1代0.0534升至F3代0.0748，反映选择压力导致的遗传分化。

选择信号：5个PSRs分布于1、10、17、18号染色体（表3）。1号染色体PSR含crebbp基因（HIF-1通路调控因子），其内含子SNP（LG1_31085536）等位基因频率从F1代0.361飙升至F3代0.772（图6）。17号染色体PSR含免疫调节基因traf2（参与NOD样受体通路）。

通路富集：PSRs基因显著富集于能量代谢（HIF-1、Apelin通路）和免疫应答（NOD样受体、B细胞受体通路），以及细胞凋亡/自噬通路（图6a）。

讨论

GS有效性：与奶牛GS育种类似，本研究证实GS可快速提升水产抗病性，但伴随遗传多样性轻微下降（核苷酸多样性从8.969×10^-6降至8.278×10^-6）。

缺氧应答核心机制：鳃组织寄生导致缺氧应激，HIF-1通路通过crebbp招募Hif-1α形成转录复合物，激活下游能量代谢基因表达。

多通路协同抗病：除HIF-1外，NOD样受体通路（病原识别）、TRAF2（炎症调控）及细胞死亡通路共同构成抗性网络，解释GS对复杂性状的选择效力。

结论

两代GS即可诱导大黄鱼显著遗传分化，crebbp和traf2等基因及关联通路为抗病育种提供分子靶点。该策略为水产抗病品种选育提供了高效技术路径。