贝类的遗传育种
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育种值:每一后代从每个亲本得到遗传性的一半,从它子 代的平均值加以判断,并把子代距亲本群体平均数的平均离差 的两倍称为育种值。又称基因的加性值。 应用:通过不断地选择育种值高的个体作为亲本,使群体 的遗传水平不断得到提高。
二 贝类选择育种
(三)选择育种的一般方法 3、混合选择(mass selection) 定义:又称集体选择,是从一个原有品种的集体 中,按照育种目标选出多数表现优良的个体,通过 自由交配繁殖后代,并以原有品种和本地主要品种 作为对照,进行比较鉴定。 混合选择主要用于良种繁育,效果取决于所选择 性状的遗传力及控制该性状的基因。
二 贝类选择育种
质量性状选择:其遗传效应在于提高被选择基因的频 率,并减少被淘汰的基因的频率。 数量性状选择: 1、表型方差分析(基因型值G,表现型值P) 数量模型:P=G+E+IGE 2、遗传力分析(现实遗传力h2的计算) h2=R/S,式中R为选择反应,S为选择差;R等于选 择后代的平均值O与亲代全群平均值O`之差,S等于 留种个体平均值P高出全群平均值P`的部分。 3、选择参数分析 4、数量性状间的相关关系
五 结语
(一) 选择育种 1、将传统的选择育种方法与现代生物技术相结合,促进贝类 品种的遗传改良和贝类养殖的健康发展; 2、目前MAS多主要集中在开发分子标记和构建遗传图谱阶段, 全基因组选择为具有大数目后裔的水产生物(尤其是贝类)的 育种提供了新的机会。 (二) 杂交育种 传统的杂交育种往往需要多次自交或回交,并结合选择育 种,才能获得具有稳定优良性状的新品系或新品种,育种周期 长、工作了大,运用分子标记辅助育种技术,可以预测杂种优 势,分析杂种后代的性状分离,从而有可能缩短育种周期,提 高杂交育种的效率。 (三) 多倍体育种 如何提高贝类三倍体的生产率,降低卵子和胚胎的死亡率, 探索适合大规模生产三倍体的高效工艺等等值得深入探讨。
四 贝类多倍体育种
多倍体育种(polyploid breeding) 通过染色体组工程增 加生物的染色体组,改变生物的遗传基础,从而培育出优良品 种。多倍体是指细胞中含有3个或3个以上的染色体组的个体。 (一)三倍体 处理方法 物理法:施加物理因子,影响和干预细胞的正常分裂,温度休 克(热休克和冷休克)法和静水压处理法。 化学法:6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)、细胞松弛素B(CB)、咖 啡因、秋水仙素等。 无论采用物理或化学方法诱导三倍体,处理强度、开始处 理时间以及处理持续时间决定诱导成败的三个重要因素。 生物法:运用四倍体与正常二倍体杂交产生100%三倍体。
三 贝类杂交育种
(一) 杂交育种的基本原理与方法 2、回交育种 利用杂交子代与亲本之一相互交配,以加强杂种 世代某一亲本性状的育种方法。如果试图把某一群 体(或种、品种)B的一个或几个经济性状引入到另 一群体A中去,回交育种也是适宜的。 3、复合杂交育种 将3个或3个以上品种或群体的优良性状,通过杂 交综合在一起,产生杂种优势或培育新品种的育种 方法。
扇贝苗
二 贝类选择育种
(三)选择育种的一般方法 2、后裔鉴定(progeny testing) 定义:又称亲本选择,凭借子代表现型平均值的 测定来确定并选择亲本和亲本组合的选择育种,对质 量和数量性状的选择有效,适合寿命长的物种。 优点:能够决定一个显性表现型个体的纯杂合子 (质量性状);数量性状用育种值来判断。
贝类的遗传育种
热带海产无脊椎动物养殖 ——工程研究中心
实验室成员:胡志国,彭张明,王刚,毛艾涛, 刘超,杨洪帅,刘加慧。 制作日期:2013年4月24日
目录
一 二 三 四 五 贝类的染色体 贝类选择育种 贝类杂交育种 贝类多倍体育种 结语
一 贝类的染色体
染色体的核型和带型作为细胞学标记, 是育种学最重要的基础之一,是进行杂交育 种、多倍体育种等的理论基础。 带型分析与荧光原位杂交(FISH)技术 结合,可以提高基因定位的准确性。 经研究,染色体数目最 少的是牡蛎科,2n=20;最 多的是香螺,2n=60。从染 色体数目来看,同科的种类 染色体数目相同的居多。
三 贝类杂交育种
(一) 杂交育种的基本原理与方法 杂交育种(cross breeding)从根本上说是运 用遗传的分离规律、自由组合规律和连锁互换规律 来重建生物的遗传性,创造理想变异体。 常用杂交组合有本地品种与推广品种,家化品种 与野生种,本地野生种与外来品种,不同品系相互 杂交,种间杂交等。 方法: 1、增殖杂交育种 A×B→F1 →F2 →F3 →Fn(形成新品种,叫做单交 种)
三 贝类杂交育种
(三) 杂交育种在贝类养殖中的应用 1、“蓬莱红”栉孔扇贝 是华贵栉孔扇贝为父本和栉孔扇贝 为母本的杂交种 ,2000年培育成功后,在辽宁、山东沿海试 养获得普遍好评,有生长快、出肉率高、耐高温、抗病力强 等诸多优点 。 2、“大连一号”皱纹盘鲍 是利用我我国和日本产的皱纹盘 鲍杂交育苗产生的,种苗成活率和生长速度提高效果明显。
四 贝类多倍体育种
(二) 四倍体 与诱导三倍体相比,人工诱导四倍体的技术难度更大。 (三) 多倍体的倍性检测 1、染色体计数法 制备染色体玻片标本,直接观察 确定多倍体、嵌合体、非整数倍体。
四 贝类多倍体育种
(三)多倍体的倍性检测
2、流式细胞术(FCM)测定DNA相对含量 流式细胞仪可以定量测定某一细胞群中的DNA含量。需 要荧光染色剂DAPI对细胞核进行染色,荧光强度与核中DNA 含量成正比,检测器根据DNA含量不同将细胞分离开来,从 而 测出细胞群中DNA的相对含量。
分子标记辅助选择(marker assisted selection, MAS) 是将分子标记应用到育种过程中,借助分子标记技术达到对 目标性状基因型进行选择的一种辅助手段。 主要的分子标记技术有限制性片段长度多态性(RFLP)、 随机扩增多态性(RAPD)、扩增片段长度多态性(AFLP)、微 卫星序列标记技术(SSR)、单核苷酸变异多态性(SNP)。 MAS 育种的基本条件有需要构建具有一定数量、均匀间 隔的多态性标记的遗传图谱,将目标数量基因座位(QTLs) 或主效基因与邻近的标记基因紧密连锁,标记基因和其余的 基因组基因可以重组,经济高效的检测分析大批量的个体。
三 贝类杂交育种
(二) 杂交育种的步骤 1、杂交创新阶段 用2个或2个以上的种群(或物种)杂交创 造合意的变异体或杂种优势子1代。 遗法:一般配合力,特殊配合力。 亲本精选:选优,提纯。 2、自繁定型阶段 将创新阶段所选出的合意个体自群交配, 以求育种性状获得基因型纯正的优良后代,固定并稳定遗 传,因此,近交加选择是本阶段的两大环节。 3、扩群提高阶段 大量繁殖已固定的优良个体,增加数量, 提高质量,以自繁交配为主,避免近交衰退,综合优良性状。
二 贝类选择育种
(三)选择育种的一般方法 1、家系选择(family selection) 定义:原始群体中选择优良个体留种,建立若 干个家系繁殖后代,家系内逐代淘汰劣质个体,家 系间逐步淘汰劣质家系,选留超越原始群体及对照 组,选择优良家系,再进行品系产量测定。 Hara等报道, 经过连续3 代选择的皱纹盘鲍与对 照组鲍相比, 壳长20~ 30mm 时, 日生长率增长21%; 壳长30 ~70mm 时, 日生长率增长65%。
二 贝类选择育种
(一)基本原理 变异是选择的基础,遗传是选择的保证, 选择是使变异能够有效遗传下来的根本手段。 (二)育种性状的选择
质量性状选择: 由一对或几对等位基因控制,不易受外界 环境影响。 数量性状选择: 由微效基因控制,易收外界环境影响,连 续变化,不易被发现。 同学们知道在选择育种中通常对上述两种性状 如何进行科学的选择呢?
四 贝类多倍体育种
(四) 多倍体贝类的生物学特性与生产现状 1、三倍体的性腺发育
不能发育 海湾扇贝、砂海螂和华贵栉孔扇贝等;
不同程度发育 长牡蛎、美洲牡蛎、杂色鲍等等;
正常发育 三倍体珠母贝能产生精子、卵,能与二倍 体交配或三倍体自交,但到D形幼虫就大量死亡。
四 贝类多倍体育种
(四) 多倍体贝类的生物学特性与生产现状 2、四倍体的性腺发育 可发育正常,但比二倍体的育性要差。目前美国已在太平 洋牡蛎获得存活的四倍体并与二倍体杂交生产出三倍体。 3、三倍体的生长 美洲牡蛎、华贵栉孔扇贝、合 浦珠母贝、长牡蛎等在产卵期 之后生长明显优于二倍体; 珠母贝培育的珍珠厚度和品质 比二倍体好; 养殖一百多天的海湾扇贝,闭壳肌 和软体部重量比二倍体大73%和36%。
二 贝类选择育种
Hilbish 和 Rawson 对硬壳蛤 9 月龄稚贝生长率的遗传 力用同胞分析法进行了估计; Crenshaw 等根据单个世代的标准化选择反应和标准化 的选择差,估计了海湾扇贝 10 周龄稚贝壳长的遗传力; Lannan 根据太平洋牡蛎同一套交配的 11-15 个全同胞 家系估计了幼体存活率的遗传力。
谢谢!敬请老师和同 学们批评指正。
海湾扇贝
二 贝类选择育种
(三)选择育种的一般方法 4、综合选择(combined selection) 其方法是首先建立几个家系,进行异质型、非亲 缘的亲本间的交配,然后在几个较好的家系中进行 选择,最后根据后代检验亲本。 综合选择的效应等于所利用的各种选择效应的总 和。
二 贝类选择育种
(四)分子标记辅助选择育种技术(MAS)
二 贝类选择育种
(三)选择育种的一般方法 3、混合选择(mass selection) 定义:又称集体选择,是从一个原有品种的集体 中,按照育种目标选出多数表现优良的个体,通过 自由交配繁殖后代,并以原有品种和本地主要品种 作为对照,进行比较鉴定。 混合选择主要用于良种繁育,效果取决于所选择 性状的遗传力及控制该性状的基因。
二 贝类选择育种
质量性状选择:其遗传效应在于提高被选择基因的频 率,并减少被淘汰的基因的频率。 数量性状选择: 1、表型方差分析(基因型值G,表现型值P) 数量模型:P=G+E+IGE 2、遗传力分析(现实遗传力h2的计算) h2=R/S,式中R为选择反应,S为选择差;R等于选 择后代的平均值O与亲代全群平均值O`之差,S等于 留种个体平均值P高出全群平均值P`的部分。 3、选择参数分析 4、数量性状间的相关关系
五 结语
(一) 选择育种 1、将传统的选择育种方法与现代生物技术相结合,促进贝类 品种的遗传改良和贝类养殖的健康发展; 2、目前MAS多主要集中在开发分子标记和构建遗传图谱阶段, 全基因组选择为具有大数目后裔的水产生物(尤其是贝类)的 育种提供了新的机会。 (二) 杂交育种 传统的杂交育种往往需要多次自交或回交,并结合选择育 种,才能获得具有稳定优良性状的新品系或新品种,育种周期 长、工作了大,运用分子标记辅助育种技术,可以预测杂种优 势,分析杂种后代的性状分离,从而有可能缩短育种周期,提 高杂交育种的效率。 (三) 多倍体育种 如何提高贝类三倍体的生产率,降低卵子和胚胎的死亡率, 探索适合大规模生产三倍体的高效工艺等等值得深入探讨。
四 贝类多倍体育种
多倍体育种(polyploid breeding) 通过染色体组工程增 加生物的染色体组,改变生物的遗传基础,从而培育出优良品 种。多倍体是指细胞中含有3个或3个以上的染色体组的个体。 (一)三倍体 处理方法 物理法:施加物理因子,影响和干预细胞的正常分裂,温度休 克(热休克和冷休克)法和静水压处理法。 化学法:6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)、细胞松弛素B(CB)、咖 啡因、秋水仙素等。 无论采用物理或化学方法诱导三倍体,处理强度、开始处 理时间以及处理持续时间决定诱导成败的三个重要因素。 生物法:运用四倍体与正常二倍体杂交产生100%三倍体。
三 贝类杂交育种
(一) 杂交育种的基本原理与方法 2、回交育种 利用杂交子代与亲本之一相互交配,以加强杂种 世代某一亲本性状的育种方法。如果试图把某一群 体(或种、品种)B的一个或几个经济性状引入到另 一群体A中去,回交育种也是适宜的。 3、复合杂交育种 将3个或3个以上品种或群体的优良性状,通过杂 交综合在一起,产生杂种优势或培育新品种的育种 方法。
扇贝苗
二 贝类选择育种
(三)选择育种的一般方法 2、后裔鉴定(progeny testing) 定义:又称亲本选择,凭借子代表现型平均值的 测定来确定并选择亲本和亲本组合的选择育种,对质 量和数量性状的选择有效,适合寿命长的物种。 优点:能够决定一个显性表现型个体的纯杂合子 (质量性状);数量性状用育种值来判断。
贝类的遗传育种
热带海产无脊椎动物养殖 ——工程研究中心
实验室成员:胡志国,彭张明,王刚,毛艾涛, 刘超,杨洪帅,刘加慧。 制作日期:2013年4月24日
目录
一 二 三 四 五 贝类的染色体 贝类选择育种 贝类杂交育种 贝类多倍体育种 结语
一 贝类的染色体
染色体的核型和带型作为细胞学标记, 是育种学最重要的基础之一,是进行杂交育 种、多倍体育种等的理论基础。 带型分析与荧光原位杂交(FISH)技术 结合,可以提高基因定位的准确性。 经研究,染色体数目最 少的是牡蛎科,2n=20;最 多的是香螺,2n=60。从染 色体数目来看,同科的种类 染色体数目相同的居多。
三 贝类杂交育种
(一) 杂交育种的基本原理与方法 杂交育种(cross breeding)从根本上说是运 用遗传的分离规律、自由组合规律和连锁互换规律 来重建生物的遗传性,创造理想变异体。 常用杂交组合有本地品种与推广品种,家化品种 与野生种,本地野生种与外来品种,不同品系相互 杂交,种间杂交等。 方法: 1、增殖杂交育种 A×B→F1 →F2 →F3 →Fn(形成新品种,叫做单交 种)
三 贝类杂交育种
(三) 杂交育种在贝类养殖中的应用 1、“蓬莱红”栉孔扇贝 是华贵栉孔扇贝为父本和栉孔扇贝 为母本的杂交种 ,2000年培育成功后,在辽宁、山东沿海试 养获得普遍好评,有生长快、出肉率高、耐高温、抗病力强 等诸多优点 。 2、“大连一号”皱纹盘鲍 是利用我我国和日本产的皱纹盘 鲍杂交育苗产生的,种苗成活率和生长速度提高效果明显。
四 贝类多倍体育种
(二) 四倍体 与诱导三倍体相比,人工诱导四倍体的技术难度更大。 (三) 多倍体的倍性检测 1、染色体计数法 制备染色体玻片标本,直接观察 确定多倍体、嵌合体、非整数倍体。
四 贝类多倍体育种
(三)多倍体的倍性检测
2、流式细胞术(FCM)测定DNA相对含量 流式细胞仪可以定量测定某一细胞群中的DNA含量。需 要荧光染色剂DAPI对细胞核进行染色,荧光强度与核中DNA 含量成正比,检测器根据DNA含量不同将细胞分离开来,从 而 测出细胞群中DNA的相对含量。
分子标记辅助选择(marker assisted selection, MAS) 是将分子标记应用到育种过程中,借助分子标记技术达到对 目标性状基因型进行选择的一种辅助手段。 主要的分子标记技术有限制性片段长度多态性(RFLP)、 随机扩增多态性(RAPD)、扩增片段长度多态性(AFLP)、微 卫星序列标记技术(SSR)、单核苷酸变异多态性(SNP)。 MAS 育种的基本条件有需要构建具有一定数量、均匀间 隔的多态性标记的遗传图谱,将目标数量基因座位(QTLs) 或主效基因与邻近的标记基因紧密连锁,标记基因和其余的 基因组基因可以重组,经济高效的检测分析大批量的个体。
三 贝类杂交育种
(二) 杂交育种的步骤 1、杂交创新阶段 用2个或2个以上的种群(或物种)杂交创 造合意的变异体或杂种优势子1代。 遗法:一般配合力,特殊配合力。 亲本精选:选优,提纯。 2、自繁定型阶段 将创新阶段所选出的合意个体自群交配, 以求育种性状获得基因型纯正的优良后代,固定并稳定遗 传,因此,近交加选择是本阶段的两大环节。 3、扩群提高阶段 大量繁殖已固定的优良个体,增加数量, 提高质量,以自繁交配为主,避免近交衰退,综合优良性状。
二 贝类选择育种
(三)选择育种的一般方法 1、家系选择(family selection) 定义:原始群体中选择优良个体留种,建立若 干个家系繁殖后代,家系内逐代淘汰劣质个体,家 系间逐步淘汰劣质家系,选留超越原始群体及对照 组,选择优良家系,再进行品系产量测定。 Hara等报道, 经过连续3 代选择的皱纹盘鲍与对 照组鲍相比, 壳长20~ 30mm 时, 日生长率增长21%; 壳长30 ~70mm 时, 日生长率增长65%。
二 贝类选择育种
(一)基本原理 变异是选择的基础,遗传是选择的保证, 选择是使变异能够有效遗传下来的根本手段。 (二)育种性状的选择
质量性状选择: 由一对或几对等位基因控制,不易受外界 环境影响。 数量性状选择: 由微效基因控制,易收外界环境影响,连 续变化,不易被发现。 同学们知道在选择育种中通常对上述两种性状 如何进行科学的选择呢?
四 贝类多倍体育种
(四) 多倍体贝类的生物学特性与生产现状 1、三倍体的性腺发育
不能发育 海湾扇贝、砂海螂和华贵栉孔扇贝等;
不同程度发育 长牡蛎、美洲牡蛎、杂色鲍等等;
正常发育 三倍体珠母贝能产生精子、卵,能与二倍 体交配或三倍体自交,但到D形幼虫就大量死亡。
四 贝类多倍体育种
(四) 多倍体贝类的生物学特性与生产现状 2、四倍体的性腺发育 可发育正常,但比二倍体的育性要差。目前美国已在太平 洋牡蛎获得存活的四倍体并与二倍体杂交生产出三倍体。 3、三倍体的生长 美洲牡蛎、华贵栉孔扇贝、合 浦珠母贝、长牡蛎等在产卵期 之后生长明显优于二倍体; 珠母贝培育的珍珠厚度和品质 比二倍体好; 养殖一百多天的海湾扇贝,闭壳肌 和软体部重量比二倍体大73%和36%。
二 贝类选择育种
Hilbish 和 Rawson 对硬壳蛤 9 月龄稚贝生长率的遗传 力用同胞分析法进行了估计; Crenshaw 等根据单个世代的标准化选择反应和标准化 的选择差,估计了海湾扇贝 10 周龄稚贝壳长的遗传力; Lannan 根据太平洋牡蛎同一套交配的 11-15 个全同胞 家系估计了幼体存活率的遗传力。
谢谢!敬请老师和同 学们批评指正。
海湾扇贝
二 贝类选择育种
(三)选择育种的一般方法 4、综合选择(combined selection) 其方法是首先建立几个家系,进行异质型、非亲 缘的亲本间的交配,然后在几个较好的家系中进行 选择,最后根据后代检验亲本。 综合选择的效应等于所利用的各种选择效应的总 和。
二 贝类选择育种
(四)分子标记辅助选择育种技术(MAS)