一种基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法技术

本发明专利技术提供了一种基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，测定卵形鲳鲹选育群体的多次体质量数据，建立每尾鱼体体质量的Gompertz模型，计算每尾鱼体的体质量生长速率最优值，结合微卫星标记构建的加性遗传相关矩阵，计算每尾鱼体的体质量生长速率育种值，根据体质量生长速率育种值选留候选亲本，并设计候选亲本的交配方案，完成卵形鲳鲹体质量育种。本发明专利技术方法能培育出卵形鲳鲹快速生长新品系，避免近亲交配，提高育种效率。

A breeding method for body mass of pomfret based on Gompertz model

【技术实现步骤摘要】
一种基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法
本专利技术属于水产动物育种
，涉及一种基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法。
技术介绍
卵形鲳鲹(Trachinotusovatus)俗称金鲳、黄腊鲳和红三黄腊鲳等，为暖水性、广盐性、洄游性鱼类，广泛分布于我国南海、印度洋、地中海等热带、亚热带海域，属于肉食性鱼类，其群聚摄食行为凶猛，经驯化后能够摄食口径适合的商品配合饲料。卵形鲳鲹是一种优质的海水食用鱼，生长迅速，肉质细嫩，味道鲜美，经济价值高，已成为我国广东、广西和海南等沿海地区重要的海水鱼养殖品种之一。然而，随着其养殖规模不断扩大，近亲繁殖带来的生长缓慢和种质退化等问题逐渐显露，开展卵形鲳鲹生长性状遗传育种工作已迫在眉睫。体质量是水产动物遗传育种工作的重要选育指标，直接影响其经济价值。目前一般以某一特定时间点(具体日龄或者收获日期等)的体质量作为目标性状，结合个体系谱信息，运用线性混合模型估算体质量遗传参数，往往只考虑一个时间点的个体体质量育种值，未能纵向全面评估其个体育种潜力。体质量生长速率也是衡量整个鱼体养殖过程的一个重要指标，目前体质量生长速率是最终体质量、初始体质量的差值再与相应生长时间的比值，由于只考虑了初始和最终体质量数据，导致无法准确估算鱼体生长速率，不利于进行鱼体生长速率的遗传改良。上述两种策略均忽略了整个生长阶段的鱼体动态发育过程，未能准确选育出生长性状优良的个体进行育种。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，解决现有卵型鲳鲹大规模养殖过程中，近亲繁殖导致品种生长缓慢和种质退化的问题。本专利技术的目的，通过以下技术方案实现：一种基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，测定卵形鲳鲹选育群体的多次体质量数据，建立每尾鱼体体质量的Gompertz模型，计算每尾鱼体的体质量生长速率最优值，结合微卫星标记构建的加性遗传相关矩阵，计算每尾鱼体的体质量生长速率育种值，根据体质量生长速率育种值选留候选亲本，并设计候选亲本的交配方案，完成卵形鲳鲹体质量育种。本专利技术中，卵形鲳鲹选育群体的亲本是选育F3代个体。本专利技术中，所述卵形鲳鲹选育群体通过以下方式得到：将卵形鲳鲹选育F3代个体进行亲鱼营养强化和性腺促熟催产，获得受精卵，再进行苗种培育和海区养殖。进一步地，苗种培育是在室内玻璃纤维桶的工厂化培育，苗种培育时间为40天。亲鱼营养强化混合投喂冰鲜鱿鱼、杂鱼、鲣鱼和复合维生素。亲鱼性腺促熟催产的催产试剂由绒毛膜促性腺激素(HCG)、促排卵素2号(LRH-A2)和促排卵素3号(LRH-A3)按比例配制。优选地，亲鱼性腺促熟催产的催产试剂中绒毛膜促性腺激素(HCG)使用剂量为1000IU/kg，促排卵素2号(LRH-A2)和促排卵素3号(LRH-A3)使用量均为10mg/kg。本专利技术中，测定卵形鲳鲹选育群体多次体质量数据的方法是通过利用PIT电子标记进行个体标记，定期测量每尾标记鱼体体质量数据。进一步地，利用PIT电子标记进行个体标记时鱼体初始体质量范围为20-30g。进一步地，所述PIT电子标记规格为1.4×8mm。所述定期测量每尾标记鱼体体质量数据是每隔1个月测量一次标记鱼体的体质量数据，至少测量4次以上。本专利技术中，Gompertz模型具体形式为式中，yij为第j个时间点第i个鱼体的体质量数值，Ai为第i个鱼体的体质量最大理论生长极限，Bi为第i个鱼体的初始体质量，ki为第i个鱼体的体质量生长速率，tj为第j个时间点。进一步地，Gompertz模型中参数的最终估计值是以Levenberg-Marquardt迭代法进行迭代运算结束时收敛的数值。优选地，迭代精度设为10-8，即当各待估模型参数前后两次迭代结果的相对误差与误差平方和的相对误差都小于10-8时，迭代运算结束，以收敛的数值作为参数的最终估计值。本专利技术中，加性遗传相关矩阵是利用提取卵形鲳鲹选育群体和其亲本的DNA样品，利用多重微卫星鉴定个体间亲缘关系结果构建。进一步地，DNA样品提取采用磁珠法组织DNA提取试剂盒进行提取，并把基因组DNA稀释到50ng/uL备用。本专利技术中，体质量生长速率育种值是通过线性混合模型估计体质量生长速率的方差组分和遗传力，再根据体质量生长速率遗传力采用BLUP法计算每尾鱼体的体质量生长速率育种值。进一步地，所述体质量生长速率遗传力通过以下线性混合模型估算得到，其具体模型为yi＝μ1+ai+ei，式中，yi为第i个鱼体的体质量生长速率，μ1为所有鱼体的体质量生长速率均值，ai为第i个鱼体的加性遗传效应，其服从期望均值为0和方差为的多元正态分布，其中A为加性遗传相关矩阵，为加性遗传方差，ei为第i个鱼体的随机残差效应，其服从期望均值为0和方差为的多元正态分布，其中I为单位矩阵，为残差方差；根据模型获得的和数值，计算体质量生长速率的遗传力h2，其计算公式为本专利技术方法的一种实施方案，根据体质量生长速率育种值选留候选亲本是将鱼体的体质量生长速率育种值按大小进行排序，选择体质量生长速率育种值较大的前10％鱼体进行留种。本专利技术中，设计交配方案是使得交配方案中亲本间交配子代近交系数控制在0.1以内。本专利技术方法的另一种实施方案，根据体质量生长速率育种值选留候选亲本是通过后裔测定方法挑选出体质量生长速率育种值较大鱼体的雌性和雄性亲本，并进行特定交配受精，进行下一代鱼苗繁育。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，采用Gompertz模型利用鱼体不同阶段生长体质量数值，拟合生长曲线模型，获得体质量生长速率最优值，由于考虑鱼体生长阶段的动态发育过程，通过该模型得到的鱼体生长速率准确度高，为生长性状遗传育种提供了数据基础，能够选留出育种潜力更优的候选亲本，实施卵形鲳鲹体质量育种。(2)本专利技术使用多重微卫星鉴定体系进行了个体间亲缘关系重构，可构建加性遗传相关矩阵，为混合线性模型估计性状遗传参数提供了系谱信息。(3)本专利技术建立了体质量生长速率遗传参数估计模型，可选育出具有较大遗传改良空间和选育潜力的个体，能尽快培育出卵形鲳鲹快速生长新品系，避免近亲交配，提高育种效率。具体实施方式以下结合具体的实施例对本专利技术作进一步的说明，以便本领域技术人员更好理解和实施本专利技术的技术方案。一种基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，包括以下步骤：(1)构建卵形鲳鲹选育群体，进行亲鱼营养强化和性腺促熟催产，获得受精卵，再进行子代苗种培育和海区养殖。具体步骤如下：利用卵形鲳鯵选育群体F3代个体作为候选亲本，在繁育季节前2个月，混合投喂冰鲜鱿鱼、杂鱼、鲣鱼和复合维生素等，进行亲鱼营养强化和性腺促熟工作。使用绒毛膜促性腺激素(HCG)、促排卵素2号(LRH-A2)和促排卵素3号(LRH-A3)按比例配制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，其特征在于，测定卵形鲳鲹选育群体的多次体质量数据，建立每尾鱼体体质量的Gompertz模型，计算每尾鱼体的体质量生长速率最优值，结合微卫星标记构建的加性遗传相关矩阵，计算每尾鱼体的体质量生长速率育种值，根据体质量生长速率育种值选留候选亲本，并设计候选亲本的交配方案，完成卵形鲳鲹体质量育种。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，其特征在于，测定卵形鲳鲹选育群体的多次体质量数据，建立每尾鱼体体质量的Gompertz模型，计算每尾鱼体的体质量生长速率最优值，结合微卫星标记构建的加性遗传相关矩阵，计算每尾鱼体的体质量生长速率育种值，根据体质量生长速率育种值选留候选亲本，并设计候选亲本的交配方案，完成卵形鲳鲹体质量育种。


2.根据权利要求1所述基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，其特征在于，Gompertz模型具体形式为式中，yij为第j个时间点第i个鱼体的体质量数值，Ai为第i个鱼体的体质量最大理论生长极限，Bi为第i个鱼体的初始体质量，ki为第i个鱼体的体质量生长速率，tj为第j个时间点。


3.根据权利要求2所述基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，其特征在于，Gompertz模型中参数的最终估计值是以Levenberg-Marquardt迭代法进行迭代运算结束时收敛的数值。


4.根据权利要求1-3任一项所述基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，其特征在于，加性遗传相关矩阵是利用提取卵形鲳鲹选育群体和其亲本的DNA样品，利用多重微卫星鉴定个体间亲缘关系结果构建。


5.根据权利要求4所述基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，其特征在于，卵形鲳鲹选育群体的亲本是卵形鲳鲹选育F3代个体。


6.根据权利要求5所述基于Gompertz模型的卵形鲳鲹体质量育种方法，其特征在于，测定卵形鲳鲹选育群体多次体质量数据的方法是通过利用PIT电子标记进行个体标记，定期测量每尾标记鱼体体质量数据；所述定...

【专利技术属性】
技术研发人员：张殿昌，刘宝锁，江世贵，郭华阳，张楠，郭梁，朱克诚，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院南海水产研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44