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黄姑鱼(Nibea albiflora)主要分布在中国以及东亚地区的沿海,是中国重要的海水养殖鱼类,养殖年产量达3万吨以上。因其不易感染白点病、应激性较弱、肉质鲜美等原因,受到养殖者和消费者的喜爱。本研究针对黄姑鱼的7种数量性状(体长、体高、体厚、体长/体高比、鳔重、鳔指数、性腺指数),采用不同的模型进行全基因组关联分析(GWAS)和基因组育种值估计,并研究使用部分标记位点进行基因组选择(GS)的预测力,构建了GWAS和GS的流程化脚本,为进一步开展黄姑鱼遗传育种研究提供基础。主要研究结果如下:
(1)采用多种方法进行GWAS研究,从而提高候选位点的可靠性。通过混合线性模型和贝叶斯模型一共找到与鳔重、鳔指数和体长/体高比功能相关的11个候选基因(wnt5a、sstr5、bcl2l11、lum、s1pr1、sec24b、ppp3ca、akap2、dag1、fgf12和ky)。其中10个候选基因的功能与肺相关,大多数在肺中表达,1个基因与肌肉功能有关。此外,还尝试了一种基于单倍型的GWAS方法,采用更为严格的过滤标准挖掘到44,332个标记进行关联分析。找到3个候选基因(adam12、gphb5和ednra),其中2个基因跟肺部疾病有关,一个基因在控制甲状腺细胞代谢中起重要作用。认为这些基因可能与黄姑鱼鳔的形成和健康有关,或许正是这些基因中一个或几个基因本身、或与其表达调控相关区域的变异,导致了黄姑鱼个体之间鳔重、鳔指数和体长/体高比的不同。
(2)对7个数量性状用三种不同类型的模型(RRBLUP、GBLUP;BayesA、BayesB、BayesCπ、MMixP;CNN)进行遗传参数和育种值估计,结果显示,对于体长和性腺指数,不同模型之间的预测准确性差异很小(<10%),而对于其它5个性状,预测准确性差异大于10%,甚至高达24.4%。
(3)根据GWAS结果按照P值从小到大排序,用GBLUP模型计算使用不同数目SNP进行GS的预测力,结果显示,体长/体高比和体厚仅分别需要用5个和100个显著的SNP进行辅助选择(MAS)就能达到使用53,677个SNP进行选择的预测效果,而体长、鳔指数、鳔重、体高和性腺指数,大约需要1000到3000个显著的SNP才能实现使用53,677个SNP的预测效果。
(4)在上述基础上构建了一个多模型、操作简单、易于上手和快速执行的GWAS和GS的流程化脚本,为初步搭建育种平台做准备。
(1)采用多种方法进行GWAS研究,从而提高候选位点的可靠性。通过混合线性模型和贝叶斯模型一共找到与鳔重、鳔指数和体长/体高比功能相关的11个候选基因(wnt5a、sstr5、bcl2l11、lum、s1pr1、sec24b、ppp3ca、akap2、dag1、fgf12和ky)。其中10个候选基因的功能与肺相关,大多数在肺中表达,1个基因与肌肉功能有关。此外,还尝试了一种基于单倍型的GWAS方法,采用更为严格的过滤标准挖掘到44,332个标记进行关联分析。找到3个候选基因(adam12、gphb5和ednra),其中2个基因跟肺部疾病有关,一个基因在控制甲状腺细胞代谢中起重要作用。认为这些基因可能与黄姑鱼鳔的形成和健康有关,或许正是这些基因中一个或几个基因本身、或与其表达调控相关区域的变异,导致了黄姑鱼个体之间鳔重、鳔指数和体长/体高比的不同。
(2)对7个数量性状用三种不同类型的模型(RRBLUP、GBLUP;BayesA、BayesB、BayesCπ、MMixP;CNN)进行遗传参数和育种值估计,结果显示,对于体长和性腺指数,不同模型之间的预测准确性差异很小(<10%),而对于其它5个性状,预测准确性差异大于10%,甚至高达24.4%。
(3)根据GWAS结果按照P值从小到大排序,用GBLUP模型计算使用不同数目SNP进行GS的预测力,结果显示,体长/体高比和体厚仅分别需要用5个和100个显著的SNP进行辅助选择(MAS)就能达到使用53,677个SNP进行选择的预测效果,而体长、鳔指数、鳔重、体高和性腺指数,大约需要1000到3000个显著的SNP才能实现使用53,677个SNP的预测效果。
(4)在上述基础上构建了一个多模型、操作简单、易于上手和快速执行的GWAS和GS的流程化脚本,为初步搭建育种平台做准备。