斑鳢(Channa maculata)是我国重要的经济鱼类之一,因其肉质鲜美、营养丰富而深受市场喜爱。然而,传统的育种方法效率较低,难以满足日益增长的市场需求。随着多组学技术的飞速发展,基因组选择育种技术已成为提升育种效率、缩短育种周期的重要手段,逐步应用于水产动物的遗传改良中。
珠江水产研究所鳢遗传育种研究组赵建研究员团队在此前的研究中,对180尾斑鳢进行了简化基因组测序,成功构建了包含6352个SNP的高密度遗传图谱,并对体重与性别性状进行了QTL定位(Liu et al., 2021, Aquaculture)。随后,研究团队对500尾斑鳢育种群体进行了全基因组重测序,并对体重、体长、体高等8个性状进行了GWAS分析,识别出51个生长相关的SNP标记和112个候选基因(Liu et al., 2024, Aquaculture Reports)。
在此基础上,研究团队结合248个不同地理群体的斑鳢重测序数据,设计了斑鳢50K育种芯片。该芯片包含了与生长、性别决定等重要性状相关的分子标记,能够对斑鳢基因组进行高效检测与分析。利用这一育种芯片,研究团队对斑鳢群体的遗传结构进行了分析,并对种质资源进行了鉴定。同时,针对斑鳢体重性状开展了GWAS分析,鉴定了多个与体重相关的关键基因。这些基因的发现为斑鳢的分子育种提供了宝贵的候选基因资源,并为斑鳢的精准育种奠定了坚实的技术基础(Cui et al., 2025, Aquaculture)。该芯片的研发将显著提升品种改良效率,并为精准育种与基因组选择提供重要支撑。研究生崔同心和刘海洋博士为共同第一作者,赵建研究员和欧密副研究员为共同通讯作者。该论文获得了特色淡水鱼体系(CARS-46)、国家自然科学基金(32373127)、广东省乡村振兴战略专项资金(2023-SJS-00-001)以及中国水产科学研究院基本科研业务费专项(2023TD37, 2023XT0202)等项目的资助。
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图1 斑鳢50K育种芯片
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图2 斑鳢育种芯片SNP分布
使用斑鳢50k育种芯片对790尾斑鳢进行了基因分型,评估了体重和全长性状的遗传力。比较了GBLUP、BayesA、BayesB和BayesC四种基因组选择模型的预测能力。评估了不同SNPs选择策略对基因组选择预测准确性的影响,发现基于GWAS筛选的SNPs可显著提高基因组选择的预测准确性。此外,当采用随机选择的SNPs时,使用1-3K的SNPs即可达到与使用全部SNPs相似的预测效果。本研究为斑鳢生长性状的基因组选择和低密度育种芯片设计提供了理论基础(Cui et al., 2025, Aquaculture)。研究生崔同心为第一作者,赵建研究员和刘海洋博士为共同通讯作者。该论文得到特色淡水鱼体系(CARS-46),中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助(2023TD37, 2023XT0202),国家自然科学基金(32373127)等项目的资助。
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图3 不同GS模型和SNP数目对斑鳢生长性状的预测准确性
通过基因组选择技术,可以更快速地筛选出具有优良性状的个体,显著缩短育种周期,提高育种效率。该研究成果不仅为斑鳢的高效育种提供了技术支持,还为其他水产动物的基因组选择育种提供了可借鉴的经验。未来,研究团队将继续深入探索基因组选择技术在水产动物育种中的应用,为我国水产养殖业的提质增效贡献力量。
参考文献:
1. Cui T, Liu H, Zhang J, et al. Development and evaluation of a 50 K SNP array for blotched snakehead (Channa maculata) [J]. Aquaculture, 2025, 598: 742020.
2. Cui T, Zhang J, Ou M, et al. Potential of genome-wide association studies to improve genomic selection for growth traits in blotched snakehead (Channa maculata) [J]. Aquaculture, 2025, 596: 741895.
3. Liu H, Xia W, Ou M, et al. A genome-wide association study to identify growth-related SNPs and genes in blotched snakehead (Channa maculata) [J]. Aquaculture Reports, 2024, 35: 101932.
4. Liu H, Chen K, Luo Q, et al. Construction of a high-density linkage map and QTL detection of growth and sex in blotched snakehead (Channa maculata) [J]. Aquaculture, 2021, 538: 736541.