一種日本囊對蝦育種群體抗高氨氮與生長性狀的選育方法與流程

2023-12-05 01:52:21 3

本發明涉及水產品選育領域，尤其是一種日本囊對蝦育種群體抗高氨氮與生長性狀的選育方法。

背景技術：

氨氮是水產養殖中普遍存在的有害物質，氨氮是對蝦的排洩物的主要成分之一，也是對蝦殘餌、糞便以及動植物屍體等含氮有機物分解的終產物，氨氮對日本囊對蝦的生理功能影響有以下方面：

1、它會滲透到對蝦的血液，導致血淋巴氨氮濃度升高，氧合血藍蛋白濃度降低，削弱對蝦的呼吸機能和血液的載氧能力，造成對蝦組織缺氧，嚴重時會造成養殖對蝦大量死亡，造成養殖失敗，不利於日本囊對蝦養殖的推廣，

2、氨氮濃度會影響對蝦的生長、蛻皮等生理功能異常，造成對蝦耗氧量增加，肌體生理代謝紊亂，抗病力降低。

因此選育一種對氨氮濃度耐受性高且具備生長優勢的日本囊對蝦新品種具有非常重要的意義，可以提高日本囊對蝦的養殖成功率，有利於產業發展。而現有技術尚無日本囊對蝦育種群體抗高氨氮與生長性狀的選育方法的記載。

技術實現要素：

本發明提供一種日本囊對蝦育種群體抗高氨氮與生長性狀的選育方法，選育出一種抗高氨氮與生長優勢的日本囊對蝦新品種，增強日本囊對蝦對氨氮濃度的抗逆性，提升日本囊對蝦的成活率和生長速度。

一種日本囊對蝦育種群體抗高氨氮與生長性狀的選育方法，包括如下步驟：

(1)親蝦引進：收集日本囊對蝦的野生群體多尾，平均分配至多個養育池中進行培育，並使用營養物質促進蝦的性腺成熟；

(2)家系建立：待親蝦成熟穩定後摘除單側眼柄，每天晚上挑選性腺飽滿連續、發育成熟的親蝦到產卵桶內產卵,1尾親蝦放1個產卵桶，所產後代為1個全同胞家系，次日將未產卵親蝦放回原養育池中，已產卵親蝦放回其他養育池中；待卵孵化後，收集無節幼體，消毒後轉移到科研車間育苗桶內開始單獨培育蝦苗，10天內按此過程共建立家系100個並依次編號，育苗過程中淘汰部分家系；所有家系均經過單獨培育，家系之間嚴格避免相互混雜；

(3)抗高氨氮預實驗：採用急劇攻毒實驗，試驗液為nh4cl溶於養殖海水製得，設置高氨氮濃度梯度和1個對照組，高氨氮濃度梯度分別為4、8、16、32、64和128mg/l,每組設置1個平行組，統計攻毒48h後存活個體數，依照線性回歸法計算半致死濃度；

(4)選育家系的抗高氨氮實驗：抗高氨氮實驗在養育池進行，加海水若干，調配海水nh4cl濃度為所計算的半致死濃度，每個家系隨機挑選個體30尾裝入網框內，1個家系3個重複組，每個網框做好標記，按照編號統一放置在養育池中，實驗過程中不投料，每隔一段時間檢查一次，統計死亡個體數，測量已死亡個體的生長性狀；

(5)抗高氨氮數據記錄：記錄個體的表型數據,並按家系順序排列，所有個體生長性狀與抗逆性狀一一對應，為模型設定1個遺傳組，父母本都納入遺傳組中，按照方差組分和遺傳參數估計所使用軟體的要求,對數據進行整理和排列；其中，存活性狀為二項分布的分類變量，以二進位數據來表示個體的存活狀態，1為存活，0為死亡，按照廣義線性模型建模型並統計家系存活率；

(6)遺傳評估模型建立：建立多性狀線性動物模型,對於每一個體生長性狀的觀察值y均可剖分為:

yijk＝u+hi+bdj+ak+eijk

其中i,j,k分別表示池號、日齡號、個體編號,yijk為性狀觀測值，u為總體平均值,hi為固定效應,dj為日齡協變量，b為回歸係數，ak為個體隨機效應，eijk為隨機殘差效應；體長、腹長與體重的遺傳力計算公式為:

式中σa2為加性遺傳方差組份，σe2為隨機方差組份。

抗逆性實驗結束後,統計所有實驗個體的存活情況,得到各家系存活率,應用閾模型和廣義線性混合模型方法估計存活性狀的方差組份,育種分析模型為公母畜模型：

式中，yijkls為第s個體的存活狀態，(1為存活，0為死亡)，lijkls為潛在變量，如果lijkls>0，那麼yijkls＝1，如果yijkls≤0，那麼yijks＝0，u為總體平均值，hi為固定效應,dj為日齡協變量，b為回歸係數，sk為第k個父本加性遺傳效應,dl為第l個母本加性遺傳效應；

存活性狀遺傳力計算公式：式中，σsd2為公母畜方差組份均值，σe2為殘差方差組份，廣義線性混合模型使用的非線性連接函數為logistic，logistic分布值為

在迭代reml過程中，保證達到整體的最大化，收斂標準為兩次迭代所得估計值的方差小於10-6；利用軟體模型估計體長、腹長、體重的遺傳相關與表型相關係數，利用多性狀閾模型估計生長性狀與抗高氨氮性狀的遺傳相關與表型相關參數，所建家系均為全同胞家系；

(7)家系留種：利用遺傳評估軟體計算家系的平均抗逆性狀與生長性狀的育種值，按照抗高氨氮性狀與生長性狀1:1進行加權得到所有家系的綜合育種值；根據綜合育種值排序，保留排名靠前的10個家系，其餘家系淘汰，對保留的家系繼續養殖到親蝦規格；

(8)第二代家系建立：對保留家系每個家系挑選20-50尾親蝦到養育池暫養讓其自然交配，對親蝦的眼柄環進行標記，不同家系的眼柄環附帶不同標記號碼以便識別，避免出現近親交配，以此建立第二代家系100個，按標準化育苗、養殖、抗高氨氮與生長的選育流程直到選育有明顯抗高氨氮與生長優勢的新品種。

優選的，在親蝦引進過程中，用碘附、強氯精對水體消毒，並對活餌料消毒、病毒檢測後再投餵；所使用的營養物質包括強力紅維素、氨氮酸鈣、紅蟲、青蟲、魷魚等。

優選的，在家系建立過程中，根據親蝦的生長狀況對水質進行監測和改善、養殖密度進行調整、餌料投餵次數和種類適應調整，當養殖到150日齡時,每個家系分別隨機選取30尾,測量體長、腹長與體重。

優選的，抗高氨氮預實驗過程中，依照死亡個體數為自變量來建立線性回歸方程，並將自變量設為實驗總數的1/2，以此計算半致死濃度。

優選的，在抗高氨氮數據記錄、遺傳評估模型建立和家系留種過程中，所使用的軟體為asreml軟體。

本發明的有益效果是，本方法須採用大規模建立家系，通過高氨氮脅迫選育出耐受性高的優良家系，以此來提高日本囊對蝦的的氨氮耐受性與生長優勢，提升日本囊對蝦的成活率和生長速度，有利於日本囊對蝦的養殖推廣。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

本發明實施例提供一種日本囊對蝦育種群體抗高氨氮與生長性狀的選育方法，其包括如下步驟：

(1)親蝦引進：收集日本囊對蝦的野生群體1000尾，平均分配至四個養育池中進行培育，每池250尾，並使用營養物質促進蝦的性腺成熟，養育池可以選用5m×5m×1.2m的規格。本實施例是選取了1000尾和四個養育池，在具體應用時，蝦的尾數和養育池的選擇均可以依據實際情況確定。

(2)家系建立：待親蝦成熟穩定後摘除單側眼柄，每天晚上挑選性腺飽滿連續、發育到ⅳ期以上親蝦到產卵桶內產卵,1尾親蝦放1個產卵桶，所產後代為1個全同胞家系，次日早上將未產卵親蝦放回原養育池中，已產卵親蝦放回其他養育池中；下午4:30左右，待卵孵化出無節幼體後後，收集無節幼體，消毒後轉移到科研車間育苗桶內開始單獨培育蝦苗，10天內按此過程共建立家系100個並依次編號，育苗過程中因死亡或其他原因會淘汰部分家系；所有家系均經過單獨培育，家系之間嚴格避免相互混雜；

(3)抗高氨氮預實驗：採用急劇攻毒實驗，試驗液為nh4cl溶於養殖海水製得，設置高氨氮濃度梯度和1個對照組，對照組使用相同的養殖海水，但不加入nh4cl；高氨氮濃度梯度分別為4、8、16、32、64和128mg/l,每組設置1個平行組，統計攻毒48h後存活的個體數，依照線性回歸法計算半致死濃度，具體的，依照死亡個體數為自變量來建立線性回歸方程，並將自變量設為實驗總數的1/2，以此計算半致死濃度。線性回歸方程的具體內容可參照當前已有的死亡個數統計算法。

(4)選育家系的抗高氨氮實驗：抗高氨氮實驗在養育池進行，調配海水nh4cl濃度為所計算的半致死濃度，再向養育池中加入已調配的海水，海水的加入量將依照養育池的規模具體確定，例如，5m×5m×1.2m的養育池，加入15方的海水。從每個家系隨機挑選個體30尾裝入網框內，1個家系3個重複組，每個網框做好標記，按照編號統一放置在養育池中，實驗過程中不投料，每隔8小時左右檢查一次，統計死亡個體數，測量已死亡個體的生長性狀；因日本囊對蝦的殘食習性，部分蛻殼後的個體被殘食不全，所以無法完全獲得所有實驗個體的生長性狀數據，對於這一部分可以選用抽樣數據。

(5)抗高氨氮數據記錄：記錄個體的表型數據,並按家系順序排列，所有個體生長性狀與抗逆性狀一一對應。對於原始引進的親蝦，可依照其產地其親緣關係，為遺傳評估模型設定1個遺傳組，父母本都納入遺傳組中，按照方差組分和遺傳參數估計所使用軟體的要求,對數據進行整理和排列；以asreml軟體為例，系譜關係與數據應為同一文件,表型參數由spss21.0軟體包計算獲得。其中，存活性狀為二項分布的分類變量，以二進位數據來表示個體的存活狀態，1為存活，0為死亡，按照廣義線性模型建模型並統計家系存活率。廣義線性模型的目標分布採用二項分布。

(6)遺傳評估模型建立：建立多性狀線性動物模型,對於每一個體生長性狀的觀察值y均可剖分為:

yijk＝u+hi+bdj+ak+eijk

其中i,j,k分別表示池號、日齡號、個體編號,yijk為性狀觀測值，u為總體平均值,hi為固定效應,dj為日齡協變量，b為回歸係數，ak為個體隨機效應，eijk為隨機殘差效應，由於大部分的日本囊對蝦個體還比較小，難以辨別性別，且這一部分並不會影響實驗數據，因此沒有納入性別作為為固定效應；

日本囊對蝦的體長、腹長與體重的遺傳力計算公式為:

式中σa2為加性遺傳方差組份，σe2為隨機方差組份。

抗逆性實驗結束後,統計所有實驗個體的存活情況,得到各家系存活率,應用閾模型和廣義線性混合模型(generalizedlinearmixedmodel,glmm)方法估計存活性狀的方差組份,其中，閾模型和廣義線性混合模型均可採用現有的模型，廣義線性混合模型使用的非線性連接函數為logistic，logistic分布值為育種分析模型為公母畜模型：

式中，yijkls為第s個體的存活狀態，(1為存活，0為死亡)，lijkls為潛在變量，如果lijkls>0，那麼yijkls＝1，如果yijkls≤0，那麼yijks＝0，u為總體平均值，hi為固定效應,dj為日齡協變量，b為回歸係數，sk為第k個父本加性遺傳效應,dl為第l個母本加性遺傳效應；

存活性狀遺傳力計算公式：式中，σsd2為公母畜方差組份均值，σe2為殘差方差組份；

在迭代reml過程中，保證達到整體的最大化，收斂標準為兩次迭代所得估計值的方差小於10-6；利用軟體模型，例如asreml軟體估計體長、腹長、體重的遺傳相關與表型相關係數，利用多性狀閾模型估計生長性狀與抗高氨氮性狀的遺傳相關與表型相關參數，所建家系均為全同胞家系；

(7)家系留種：利用遺傳評估軟體計算家系的平均抗逆性狀與生長性狀的育種值，按照抗高氨氮性狀與生長性狀1:1進行加權得到所有家系的綜合育種值；根據綜合育種值排序，保留排名靠前的10個家系，其餘家系淘汰，對保留的家系調養殖密度，加強營養，水質調控等，養殖到親蝦規格；

(8)第二代家系建立：對保留家系每個家系挑選20-50尾親蝦到養育池暫養讓其自然交配，對親蝦的眼柄環進行標記，不同家系的眼柄環附帶不同標記以便識別，避免出現近親交配，以此建立第二代家系100個，按標準化育苗、養殖、抗高氨氮與生長的選育流程直到選育有明顯抗高氨氮與生長優勢的新品種，至此，則完成對日本囊對蝦的選育。

其中，在親蝦引進過程中，應該用碘附、強氨精對水體消毒，並對活餌料消毒、病毒檢測後再投喂，以防止親蝦受病感染，提升親蝦的成活率。促進性腺成熟所使用的營養物質包括強力紅維素和/或氨氮酸鈣等。

在蝦的培育和家系建立過程中，應該實施監測水質、養殖密度、病毒檢測等，並根據親蝦的生長狀況對水質進行改善、養殖密度進行調整、餌料投餵次數和種類適應調整，保證蝦具有適當的生長環境，提升蝦的成活率和生長速度。當養殖到150日齡時,每個家系可分別隨機選取30尾,測量體長、腹長與體重，以實時了解蝦的生長狀況。

上述實施例中，在抗高氨氮數據記錄、遺傳評估模型建立和家系留種過程中，所使用的軟體為asreml軟體，根據實際需要也可以是其他軟體。閾模型、廣義線性混合模型、多性狀線性動物模型等均可參考現有的相關模型，其具體內容在此不做贅述。

以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。