乌苏里拟鲿高密度SNP-SSR遗传图谱构建及生长关联QTL精细定位研究

Implement of maker-assisted selection (MAS) breeding is highly important both theoretically and practically for the genetic improvement of economical traits in aquaculture fish. Pseudobagras ussuriensis is a high-valued aquaculture fish newly popular in China. However, the decline of growth characters emerged in recent years seriously restricted the sustainable aquaculture of this species. The objectives of this study are to construct a high-density genetic linkage map and fine mapping QTL (quantitative trait loci) that closely-linked with growth traits in P. ussuriensis. The main tasks of this study include: (1) constructing a high-density genetic linkage map containing about 3,000 markers using the high-throughput 2b-RAD single nucleotide polymorphism (SNP) genotyping technology and microsatellite (SSR) technology in an F1 mapping family; (2) fine mapping QTL that associate with body length, body weight and total length and localizing sex determining regions based on the high-density genetic linkage map, and verifying major QTL in validation populations to screen stable and reliable QTL and their closely-linked molecular markers. The results of this study will provide a basic framework for genetic and genomic studies in P. ussuriensis, meanwhile, they can also supply theoretical references for further studies on genetic mechanism of growth regulation, sex determination and MAS breeding in this species.

开展分子标记辅助育种工作对鱼类经济性状的遗传改良具有重要理论和实践意义。乌苏里拟鲿是一种新兴的名优养殖鱼类，然而养殖过程中出现的生长性状退化问题严重阻碍了其养殖产业的健康发展。本项目拟在构建高密度遗传连锁图谱的基础上，开展乌苏里拟鲿生长关联QTL的精细定位。具体研究内容包括：（1）采用2b-RAD高通量SNP技术结合SSR标记技术，在一个F1作图家系中构建包含约3000个标记的高密度遗传连锁图谱；（2）结合作图家系子代的体长、体重、全长及性别等数据，进行生长性状关联QTL及性别决定区定位，并将主效QTL在验证群体中进行验证，进而获得稳定可靠的主效QTL及与其紧密连锁的分子标记。本项目的顺利完成将为乌苏里拟鲿的遗传学和基因组学研究提供高密度基本框架图，也将为其生长调控和性别决定的遗传机制研究提供重要参考，同时也将推进其分子标记辅助育种的研究进程。

乌苏里拟鲿是一种非常具有养殖潜力的名优鱼类，养殖过程中由于自然亲本资源缺乏，长期近交引起的生长性状退化问题日益凸显，严重阻碍了其养殖产业的健康发展，因此有必要开展其分子标记辅助育种研究。本项目利用2b-RAD高通量测序技术构建了其高密度SNP遗传连锁图谱，并定位了生长与性别关联的数量性状位点。项目实施过程中共构建乌苏里拟鲿家系17个，从中筛选出作图家系1个，利用2b-RAD高通量测序技术成功构建了乌苏里拟鲿雌、雄及性别一致性高密度遗传连锁图谱。雌性和雄性图谱均包含26个连锁群，其中雌性图谱共定位了3914个标记，图谱长度为2566.285 cM，图谱分辨率为0.357 cM，基因组覆盖率为98.913%；雄性图谱包含4411个标记，图谱长度为2084.518 cM，图谱分辨率为0.473 cM，覆盖98.914%的雄性基因组。雌、雄图谱间平均重组率之比为1.293:1，这验证了乌苏里拟鲿XX/XY性别决定类型。性别一致性图谱包含标记7435个，含26个连锁群，与其单倍体染色体数相同，图谱长度为2656.718 cM，分辨率达到0.357 cM，对基因组覆盖率为98.926%。与近缘物种斑点叉尾鮰的比较基因组分析显示，有21条乌苏里拟鲿连锁群与斑点叉尾鮰染色体表现为1:1的对应关系，其余5条表现为1:2的关系。共在5条连锁群上（LG1、LG4、LG5、LG16、LG19）定位了与生长性状关联的QTL位点28个，其中1个为染色体水平QTL，解释表型变异率介于11.9–20.5%之间，其中2个位点获验证并开发出分子标记2个。获得与性别关联的QTL位点62个，对性别表型解释率均为100%，并且这些位点均分布于1号连锁群，由此推测1号连锁群可能是潜在性染色体。本项目完成了各项任务指标，研究结果不仅为乌苏里拟鲿的遗传学和基因组学研究提供了基本框架图，而且为其生长调控和性别决定的遗传机制研究提供了重要参考，为推进其分子标记辅助育种研究奠定了基础。

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