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作者:
王卫民，高泽霞，刘红 等
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出版社:
科学出版社
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ISBN:
9787030585813
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出版时间:
2017-03
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装帧:
精装
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开本:
16开
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作者:
王卫民，高泽霞，刘红 等
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出版社:
科学出版社
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ISBN:
9787030585813
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出版时间:
2017-03
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￥198.00
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全新
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目录
目录 序 前言 第一章 总论 1 第一节 种质资源研究现状 1 一、形态学 1 二、细胞遗传学 2 三、生化遗传学 2 四、分子种群遗传学 3 五、功能基因 4 六、组学 5 第二节 遗传改良研究 5 一、杂交育种 5 二、选择育种 7 三、分子标记辅助育种 7 四、雌核发育育种 7 五、多倍体育种 8 第三节 种质资源保护存在的问题及保护策略 9 一、种质资源保护存在的问题 9 二、种质资源保护策略 9 第二章 团头鲂种质资源 11 第一节 团头鲂形态学特征 11 一、梁子湖团头鲂雌雄生长特征 11 二、梁子湖、鄱阳湖和淤泥湖团头鲂的形态学比较 15 三、团头鲂形态性状对体重的影响效果分析 24 第二节 群体遗传结构 29 一、线粒体基因组 29 二、微卫星标记 40 三、相关序列扩增多态性 46 第三章 团头鲂分子标记的开发与应用 50 第一节 微卫星分子标记的开发 50 一、群体构建及测序分析 51 二、微卫星分布特征及EST-SSR标记的开发 53 三、微卫星多重PCR体系的构建 54 第二节 SNP标记的开发 56 一、基于转录组测序的SNP标记开发 56 二、基于简化基因组测序的SNP标记开发 58 第三节 基于微卫星标记的亲子鉴定 59 一、家系构建及亲子鉴定方法 59 二、亲子鉴定结果与分析 61 第四章 团头鲂经济性状的遗传参数评估 65 第一节 团头鲂经济性状的遗传力评估 65 一、生长性状 65 二、抗病性状 69 第二节 生长性状的育种值评估 73 一、个体单个性状的育种值估算 74 二、个体综合育种值 75 第三节 亲本对子代生长快和生长慢群体的贡献及优良亲本选择 75 一、生长快和生长慢群体的生长表型 76 二、亲子鉴定分析 76 三、亲本对生长快和生长慢群体的贡献分析 77 四、有效群体数量 79 五、亲本育种值分析 79 第四节 不同地理群体间杂交优势和配合力分析 81 一、6月龄生长性状 82 二、20月龄生长性状 87 第五章 团头鲂性状关联分子标记的筛选 93 第一节 生长性状相关的分子标记 93 一、生长性状关联微卫星标记筛选 94 二、生长性状的QTL定位 98 第二节 抗病性状相关的分子标记 101 一、MHC II a基因序列的测定与SNP分析 102 二、转铁蛋白Tf及其受体TfR1-a基因SNP开发、鉴定及抗病关联分析 104 三、NLRC3-like基因的SNP开发、鉴定及抗病关联分析 106 第三节 耐低氧性状相关的分子标记 108 一、基于转录组的低氧相关SNPs的开发 109 二、fih-1基因耐低氧性状SNPs的开发 111 第六章 团头鲂新品种华海1号的选育 113 第一节 华海1号的选育过程 113 第二节 华海1号的遗传进展及稳定性分析 114 一、遗传进展分析 114 二、染色体遗传稳定性 115 三、群体遗传一致性 115 第三节 华海1号的养殖性能分析 118 一、历年对比试验结果 118 二、历年生产性能对比试验结果 120 第七章 团头鲂三倍体和雌核发育的诱导及鉴定 122 第一节 三倍体的诱导及鉴定 122 一、诱导方法 122 二、倍性的鉴定 123 第二节 团头鲂雌核发育的诱导及形态特征的分析 128 一、诱导方法 129 二、诱导结果及鉴定分析 129 第三节 雌核发育群体的微卫星分析 135 一、微卫星对雌核发育子代的鉴定 135 二、雌核发育后代纯合性的评价 137 三、团头鲂正常群体和雌核发育群体微卫星位点的遗传多样性分析 139 第八章 团头鲂全基因组测序及比较研究 141 第一节 团头鲂全基因组测序与进化分析 141 一、团头鲂全基因组测序 141 二、团头鲂全基因组进化分析 147 第二节 高密度遗传连锁图谱的构建 150 一、群体的建立及遗传连锁图谱构建的方法 150 二、RAD测序数据分析 151 三、SNP分子标记发掘与基因分型 151 四、高密度遗传连锁图谱的构建 152 第三节 不同食性鱼类内源性消化系统的比较基因组学研究 155 一、内源性消化酶基因家族分析 156 二、嗅觉基因家族分析 156 三、味觉受体基因家族结果分析 159 第九章 团头鲂功能基因组的研究 165 第一节 生长性状相关的组学分析 165 一、生长性状相关的转录组分析 165 二、生长性状相关的小RNA组分析 169 第二节 抗病性状相关的转录组分析 178 一、细菌感染后团头鲂肝脏的转录组学研究 178 二、细菌感染后团头鲂肝脏、脾脏、肾脏混合组织转录组学研究 183 三、细菌感染后团头鲂肝脏小RNA组学研究 187 第三节 耐低氧性状相关的转录组分析 199 第四节 肌间骨性状相关的组学分析 211 一、不同组织转录组分析 211 二、不同组织miRNA组分析 222 第十章 团头鲂性状相关基因的结构和功能分析 229 第一节 生长相关基因 229 一、生长相关基因的克隆 229 二、生长相关基因对其生长发育的表达调控 230 第二节 免疫相关基因 238 一、Toll样受体基因 238 二、热激蛋白基因 247 三、MHC II基因 252 四、干扰素调节因子 255 五、白细胞介素6的表达及其启动子活性分析 259 六、补体系统基因 263 七、铁代谢相关基因 268 第三节 耐低氧相关基因 281 一、低氧感受基因——phd和fih 282 二、低氧响应基因——Hif-α家族 289 第四节 其他相关基因 290 一、ghrelin、NPY和CCK基因 290 二、团头鲂MRF家族基因的序列特征和功能分析 295 三、Dmrt家族基因 298 主要参考文献 306
内容摘要
第一章 总论 团头鲂，隶属于鲤形目鲤科鲌亚科鲂属，俗称武昌鱼，原产于长江中游的一些大中型湖泊，1955年易伯鲁先生在湖北省梁子湖发现并定名为新种。团头鲂具有食性广、养殖成本低、生长快、成活率高、易捕捞，能在池塘中产卵繁殖，且具有味美、头小、含肉率高、体形好、规格适中等优点，因而在20世纪60年代就被作为优良的草食性鱼种在中国普遍推广。据联合国粮食及农业组织(FAO)*新统计数据，团头鲂产量从1984年的4.5万t增至2015年的79.68万t，现已成为中国主要淡水水产养殖对象之一。 自20世纪50年代以来，国内多家单位在团头鲂营养、疾病、免疫、杂交等方面开展了系统研究，主要涉及的单位包括华中农业大学、上海海洋大学、南京农业大学、第一科学院水生生物研究所、中国水产科学研究院淡水渔业研究中心、苏州大学、湖南师范大学等。本章主要综述了团头鲂种质资源保护和遗传改良方面的研究进展，以期为团头鲂养殖产业的可持续发展提供基础资料(高泽霞等，2014)。 第一节 种质资源研究现状 一、形态学 形态学标记研究主要是根据生物体外部形态特征的差异进行物种的划分，是分类学常用的标准。团头鲂体高而侧扁，略呈斜方形。侧线完全。头小，锥形；吻圆钝。口小，端位，口裂呈弧形。上、下颌有薄的角质层。头后部急剧隆起，腹部在腹鳍基前向上斜起，在腹鳍基到肛门间有腹棱。背鳍*后的不分枝鳍条在腹鳍起点的后上方；腹鳍不到肛门，肛门靠近臀鳍；臀鳍基较长；尾鳍叉形。背部灰黑色，腹部浅灰白色，体侧有若干黑条纹，各鳍浅灰色。 李思发等(1991)分别利用传统测定法和框架测定法分析了湖北省淤泥湖、牛山湖、南湖及江苏省邗江的团头鲂群体间的形态差异。研究发现，四个群体团头鲂的形态在总体水平上有显著差异，在用判别函数分析方法鉴别鱼的来源方面，单独使用传统测量法的参数时，平均判别率为48.1%，单独使用框架测量法的参数时，平均判别率为63.5%。此外，判别分析显示，淤泥湖、牛山湖及南湖三个群体关系较近，邗江群体与其他群体关系稍远。王卫民教授带领的团头鲂种质资源与遗传改良研究团队对来自梁子湖、鄱阳湖及淤泥湖的团头鲂群体的可量性状和可数性状进行了单因素方差分析、单因素协方差分析、聚类分析、判别分析和主成分分析。主成分分析、判别分析和聚类分析结果显示三个湖泊的团头鲂趋于同一群体。通过计算差异系数，根据Mayr等提出的75%规则，认为它们的形态差异仍然是种内不同地理群体的差异，差异还达不到亚种水平。此外，通过比较发现梁子湖和鄱阳湖的地理群体相比淤泥湖的而言在形态上更为相似(曾聪等，2011)。 二、细胞遗传学 染色体组型的研究是细胞遗传学的基础，是分类和系统发生研究较为有力的遗传学证据。团头鲂细胞遗传学的研究主要集中于染色体组型和细胞核DNA含量方面。团头鲂是鲤科中分类和进化位置比较经典的种类，对团头鲂进行深入的细胞遗传学研究，对其种质资源的保护和育种等均具有十分重要的理论意义和实践意义。关于团头鲂的核型及其细胞核的DNA含量已有一些报道，但所报道的实验结果有所差异。在染色体组型方面，昝瑞光和宋峥(1979)及李渝成等(1983a)报道的团头鲂核型公式均为2n=48=20m+ 24sm+4st，而余来宁(1991)和尹洪滨等(1995)报道的核型模式分别为2n=48=20m+48sm+ 4st和2n=48=26m+18sm+4st。通过建立团头鲂鳍条、肌肉和心脏3种细胞系，分析其核型公式为2n=48=26m+18sm+4st，总臂数(NF)=92(祝东梅，2013)。以上差异是因操作造成的，还是因采集地不同或团头鲂存在群体差异而产生的，有待进一步研究确认。但团头鲂染色体的数目(2n=48)这一事实已被广泛认同。有关团头鲂的DNA含量，李渝成等(1983b)、余来宁(1991)和尹洪滨等(1995)先后做过报道。我们以鸡血DNA含量为标准，测定的团头鲂DNA含量为2.92pg左右。结果表明，团头鲂二倍体细胞的DNA含量明显高于已知2n=48的其他鲤科鱼类的含量。 三、生化遗传学 生化遗传标记即基因产物标记，如血清蛋白、同工酶、等位酶等。从20世纪80年代开始，许多学者相继开展了团头鲂的生化遗传学研究，且多为同工酶。傅予昌和王祖熊(1988)用垂直的淀粉凝胶电泳方法分析了团头鲂胚胎发育阶段(1～105h)和成体6种组织中的乳酸脱氢酶(LDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)、乙醇脱氢酶(ADH)、异柠檬酸脱氢酶(IDH)、酯酶(EST)和碱性磷酸酶(AKP)8种同工酶系统的酶带，研究发现共约有23个基因座位在其胚胎发育期和成体组织中表达。与许多其他鱼类不同，团头鲂的GDH在整个胚胎发育过程中都有活性，但在其成体组织中无特异性分布。 李思发等(1991)利用七种同工酶的15个位点分析了团头鲂不同群体间的生化遗传差异，研究发现多态位点比例在淤泥湖、牛山湖及南湖是一致的，都是20%，而在邗江为13.3%。4个群体的平均杂合度分别为0.0816、0.0851、0.0808和0.0549。Nei’s遗传距离在邗江与淤泥湖间*大，而在淤泥湖、牛山湖及南湖间较小。表明淤泥湖、牛山湖及南湖团头鲂三个群体的关系较近，淤泥湖同牛山湖团头鲂群体间的遗传距离*小。 朱必凤等(1999)利用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了鄱阳湖团头鲂肌肉中EST、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)4种同工酶，结果表明，团头鲂肌肉中EST、SOD、CAT均为4条酶带，但POD未显示酶带。 吴兴兵等(2007)对采自滆湖第一*团头鲂良种场的团头鲂人工选育亲本后代进行了7种同工酶电泳分析，结果发现，团头鲂肌肉中LDH显示5条四聚体酶带，EST显示5条酶带，ADH显示5条酶带，MDH显示6条酶带，苹果酸酶(ME)显示5条酶带，GDH检测到5条酶带。过氧化物酶(POX)由3个位点编码，位点POX-1和POX-3各编码1条酶带，位点POX-2表现多态性。与前人的研究结果相比(傅予昌和王祖熊，1988)，就LDH和MDH来看，江苏水域人工选育的团头鲂繁殖群体仍保持着原种的遗传性状。 四、分子种群遗传学 20世纪80年代以来，用于研究群体遗传多样性、物种亲缘关系和系统进化、种质鉴定及构建分子遗传连锁图谱等的各种分子标记方法发展迅速，主要有限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism，RFLP)、微卫星(microsatellite)、线粒体DNA(mitochondrial DNA，mtDNA)、随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphic DNA，RAPD)、扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism，AFLP)等。进入21世纪以后，一方面由于团头鲂人工驯养群体退化现象十分普遍，且日益严重，另一方面由于过度捕捞和水域污染等情况日益恶化，导致团头鲂天然种质资源也面临严重的威胁，鉴于此，许多研究者开始利用RAPD、mtDNA、微卫星等分子标记来调查和评估团头鲂野生群体和养殖群体的遗传多样性现状。 张德春(2001)利用RAPD技术对淤泥湖和梁子湖的团头鲂野生群体进行了遗传结构分析，结果表明，淤泥湖和梁子湖团头鲂个体间的遗传相似度在0.9395～0.9614，平均值为0.9541，淤泥湖和梁子湖野生群体的遗传多样性水平较低。李弘华(2008)测定了淤泥湖、梁子湖及鄱阳湖团头鲂共53尾样本的线粒体DNA控制区序列，结果显示，在获得的411bp长度的控制区序列中，仅检测到3个突变位点、5种单倍型，表明这三个群体的遗传多样性水平比较低，且淤泥湖群体*低。我们采用微卫星和相关序列扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism，SRAP)分子标记方法分析了梁子湖、鄱阳湖、淤泥湖三个团头鲂天然群体的遗传多样性，结果显示团头鲂三个群体之间遗传分化均很小，表明团头鲂之间地理隔绝造成的种内分化不明显。其中，梁子湖和鄱阳湖之间的遗传分化水平(Fst=0.0376)极低，而梁子湖与淤泥湖之间的遗传分化水平相对较高(Fst=0.0733)(李杨，2010；冉玮等，2010)。 在团头鲂人工繁殖群体遗传多样性研究方面，边春媛等(2007)采用mtDNA D-loop区段的限制性片段长度多态性聚合酶链反应(PCR-RFLP)方法对采自天津市蓟县、宁河县及山西省太原的三个人工繁殖群体共136尾团头鲂进行遗传多样性分析。结果显示，蓟县和太原两个群体所有个体间没有差异，只有一种单倍型，宁河县群体46尾鱼中也仅存2种单倍型，说明这三个人工繁殖群体的遗传多样性很低。我们采用SRAP分子标记分析了团头鲂浦江1号养殖群体和南溪养殖群体的遗传结构，结果显示，养殖群体的遗传多样性显著低于其野生群体(Ji et al.，2012)。 为及时检测团头鲂多倍体群体内的遗传变异，并为选育不育的团头鲂提供理论依据和参考资料，唐首杰等(2007，2008)分别利用微卫星标记和线粒体DNA标记对不同倍性(同源4n-F1、正交3n、反交3n、异源3n和2n)团头鲂群体进行了遗传多样性分析，结果一致表明，5个群体的遗传多样性由大到小依次为：反交3n＞异源3n＞正交3n＞同源4n-F1＞2n，而且前面四个群体的遗传多样性水平显著高于2n群体。 五、功能基因 团头鲂的功能基因研究肇始于2001年，起初主要集中在与团头鲂生长、繁殖、内分泌及体形进化相关基因的研究。在生长相关基因方面，劳海华等(2001)采用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA end，RACE)技术克隆获得了团头鲂生长激素(growth hormone，GH)基因的cDNA序列。白俊杰等(2001)采用反转录-聚合酶链式反应(PCR)(reverse transcription-PCR，RT-PCR)方法获得了团头鲂胰岛素样生长因子-I(insulin-like growth factor-I，IGF-I)的cDNA序列。俞菊华等(2003)采用反转录(RT)和RACE法，分离和测定了团头鲂中生长抑素前体基因I(preprosomatostatin I，PSSI)的cDNA全长核苷酸序列。在繁殖相关基因研究方面，曲宪成等(2007)利用RT-PCR和RACE克隆了团头鲂脑下垂体中两种促性腺激素β(GtH Iβ和GtH IIβ)亚基的cDNA序列，并对其进行了结构和系统进化分析。曲宪成等(2008a)利用改进的锚定PCR方法克隆了团头鲂促性腺激素Iβ(GtH Iβ)亚基基因5′端侧翼序列，并在生物信息学方法分析的基础上构建了荧光素酶质粒表达载体。 自2008年以来，我们克隆了团头鲂一批基因并分析了其对相关性状的调控作用。包括生长性状相关基因，如生长激素受体(GHR1和GHR2)、胰岛素样生长因子(IGF-I和IGF-II)、肌肉生长抑制素(MSTN a和MSTN b)等(Zeng et al.，2014)；免疫与抗病相关基因，如热激蛋白90(Hsp90α和Hsp90β)(Ding et al.，2013)，主要组织相容性复合体(MHC IIA和MHC IIB)(Luo et al.，2014a)，肝脏表达第一肽(LEAP-1和LEAP-2)(Liang et al.，2013a)，转铁蛋白(transferrin，TF)及其受体2(TFR2)(Ding et al.，2015)、铁蛋白重链和中链(FTH和FTM)(Ding et al.，2017)、内凝集素(intelectin，INTL)(Ding et al.，2017)、白细胞介素6(interleukin-6，TL-6)(Fu et al.，2016a)、NOD样受体C亚族基因(the nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors subfamily C3 like，NLRC3-like) (Zhou et al.，2017a)、趋化因子受体(chemokine receptor，CXCR4b)(Zhang et al.，2013a)，β防御素(β-defensin)(Liang et al.，2013b)等；摄食相关基因，如生长激素释放肽(ghrelin)、胆囊收缩素(cholecystokinin，CCK)、神经肽Y(neuropeptide Y，NPY)等(Ping et al.，2013)；繁殖相关基因，如Kiss基因(Kisspeptin)及其受体Kissr基因(Kiss receptor)(温久福等，2013)、精子发生相关4基因(spermatogenesis associated 4，SPATA4)(韦新兰等，2013)、leptin基因及其受体基因(leptin receptor)(Zhao et al.，2015)等；耐低氧相关基因，脯氨酰羟化酶(prolyl hydroxylase domain，phd)基因家族(Wang et al.，2015)、低氧诱导因子抑制因子1(factor inhibiting hypoxia inducible factor 1，fih1)(Zhang et al.，2016a)等；肌间骨发育相关基因，如骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)家族基因(Zhang et al.，2018)、锌指结构转录因子osterix基因等；以及团头鲂性别决定和分化相关基因DMRT家族基因(Su et al.，2015)、调节心肌肌肉收缩
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