河川沙塘鳢不同家系生长性能的比较及优良亲本选择

丁严冬，王佩佩，张国松，藏　雪，尹绍武，陈树桥，周国勤

(1.南京师范大学生命科学学院，江苏省生物多样性与生物技术重点实验室，南京　210023；2.南京市水产科学研究所，南京　210036)



河川沙塘鳢不同家系生长性能的比较及优良亲本选择

丁严冬1，王佩佩1，张国松1，藏雪1，尹绍武1，陈树桥2，周国勤2

(1.南京师范大学生命科学学院，江苏省生物多样性与生物技术重点实验室，南京210023；2.南京市水产科学研究所，南京210036)

采用巢式设计，对河川沙塘鳢(Odontobutispotamophila)四个不同地理群体(建德、当涂、射阳和苏州)进行群体内和群体间杂交，构建了34个全同胞家系，进而分析了不同家系子代的生长性状指标，方差分析和多重比较结果显示：不同家系的子代在生长性能上差异显著。其中，在整个生长测量过程中，F36、F35、F29、F16 和 F1 号等家系无论是全长还是体重都表现较优的生长速度和增长量，生长优势明显，由此可判断 F36、F35、F29、F16 和 F1 等家系为优秀家系，可作为该品种进一步选育的基础群体。对34个河川沙塘鳢家系亲本来源与子代生长性能的相关性分析结果表明，生长性能良好的河川沙塘鳢家系中，父本来源于建德群体的居多，母本来源于当涂群体的居多。可见建德群体适合作父本，当涂群体适合作母本。

河川沙塘鳢(Odontobutispotamophila)；家系；生长性能；相关性

(1.CollegeofLifeSciences,NanjingNormalUniversity/KeyLaboratoryofBiodiversityandBiotechnologyofJiangsuProvince,Nanjing210023,China;2.InstituteofFisheriesScienceofNanjingCity,Nanjing210036,China)

河川沙塘鳢(Odontobutispotamophila)俗称虎头鲨、土布鱼、虎头呆子等，属鲈形目(Perciformes)沙塘鳢科(Odontobutidae)沙塘鳢属(Odontobutis)，是我国特有的一种淡水底栖小型肉食性鱼类，广泛分布于长江中下游、钱塘江、闽江等水系[1]，市场开发前景好，养殖规模逐渐扩大。然而，在生产该鱼苗种的过程中，生产单位不注重种质资源管理，导致养殖过程生长速度缓慢、病害增加等种质退化现象。因此，培育高产、抗逆、优良品种是河川沙塘鳢养殖业可持续发展的必要条件。近年来，国内许多科研和生产单位对河川沙塘鳢开展了大量的研究工作，围绕河川沙塘鳢种质资源评价与利用方面也做了一些研究，主要包括河川沙塘鳢的核型分析[2]、杂交育种[3]和群体遗传多样性[4-6]等，目前国内外尚未见到关于河川沙塘鳢选择育种的研究报道。

家系选育是选择育种中最常用的方法之一，主要通过增加种群内具有育种价值的基因频率，降低无价值基因型在子代中的比例，最终培育出具有可稳定遗传优良性状的新品种。家系选育技术在大菱鲆(ScophthalmusmaximusL.)[7]、牙鲆(Paralichthysolivaceus)[8]和半滑舌鳎(Cynoglossussemiliaevis)[9]等鱼类育种工作中得到应用。群体间杂交也是育种过程中经常使用的技术手段，主要是利用已有群体间的遗传特性来进行种质优化，可以使其培育的家系经济性状不断改进，获得优于双亲的优势性状。目前，在大菱鲆[10]、虹鳟(Oncorhynchusmykiss)[11]和团头鲂(Megalobramaamblycephala)[12]等物种上，均已开展了群体间杂交的研究。本研究采用巢式设计，对我国河川沙塘鳢四个不同地理群体进行群体内和群体间杂交，构建了48个家系，最终获得了34 个家系，进而分析了不同家系子代的生长性状指标，以期为进一步开展河川沙塘鳢的家系选育提供基础材料及数据支持。

1　材料与方法

1.1亲本来源

河川沙塘鳢家系构建所用亲鱼来源于浙江建德(JD)新安江流域，安徽当涂(DT)县运粮河段，江苏射阳(SY)镇宋泾河流域和江苏苏州(SZ)太湖东西山侧等4个不同地理群体，有针对性的选取来源不同地理群体个体健壮、无病害、营养状况良好、活力较强的健康雌、雄河川沙塘鳢作为繁殖亲本，试验亲鱼在南京市水产科学研究所禄口基地进行培育。

1.2亲鱼交配设计

根据巢式设计建立家系，按照1雄配1雌的原则，选取JD、DT、SY和SZ 4个亲本群体的河川沙塘鳢进行定向交配，具体交配设计见表1。4个不同地理群体间两两组合可得16个不同的组合，每个组合设置3个平行，预计构建48个全同胞家系，按照每个组合将对应的雌雄个体一雄一雌单独放入室内培育缸(规格为76 cm×40 cm×48 cm，水深约40 cm)中。

表1　4种不同地理种群河川沙塘鳢的交配设计Tab.1　The mating design of four O.potamophila populations

注：括号内数字表示计划建立的全同胞家系数目

1.3家系早期发育阶段的标准化培育

采用自然受精、自然孵化的方法进行繁育试验，期间孵化水温维持在(25±1)℃，受精14 d后开始孵化，开始至孵化完成经历1～2 d，共有40个培育缸成功孵化出河川沙塘鳢仔苗。将家系苗种培育分为3个阶段：出膜到规格1.5 cm 为第一阶段，1.5 cm 到3 cm 之间为第二阶段，3 cm 以上为第三阶段。第一阶段使用人工孵化的丰年虫(Chirocephalusdiaphanous)开口并培育，第二阶段开始投喂水蚯蚓(Lumbriculusvariegates)，第三阶段投喂赤眼鳟(Squaliobarbuscurriculus)幼苗至培育结束。为了减少环境对家系苗种生长的影响，期间各个阶段的培育条件保持一致。待家系的平均规格达到1.5 cm 以上，随机选取各家系的河川沙塘鳢幼苗投入新的培育桶(底面直径为100 cm，水位保持60～70 cm)中继续培育，密度控制在每个家系300尾。在选取各家系幼苗300尾投入新的培育桶中继续培育时，由于部分家系死亡或数量急剧下降，自此淘汰了6个家系，实际共建立生长稳定的河川沙塘鳢全同胞家系34个。各家系亲本表型值如下(表2)：

1.4测量指标

培育至2月龄和4月龄时，从每个家系随机抽取30尾进行生长性状数据采集及生长性能的测定，全长(从吻端到尾鳍末端)采用精度为0.1 cm的尺子进行测量，体重采用精度为0.01 g的电子天平称量。生长速度采用以下公式进行计算[13]：

表2　河川沙塘鳢家系双亲的全长和体重Tab.2　The full length and weight of the parents of O.potamophila families

绝对增重率AGRw=(W2-W1)/(T2-T1)

式中，T1和T2表示相邻两次测定的时间，W1和W2分别为时间T1(60日龄)和T2(120日龄)时的体重指标测定数据。

1.5数据分析与处理

通过Excel软件对原始数据进行初步整理后，用SPSS17.0软件对各个家系及整体数据进行统计分析，并对全长和体重的数据进行单因子方差分析(One way ANOVA)，不同家系间利用Duncan均值进行多重比较。

2　结果与分析

2.1各个家系全长和体重的统计分析

对2月龄和4月龄河川沙塘鳢34个家系全长和体重数据进行统计分析，如表3所示。其中，体重变异系数最大，2月龄和4月龄的变异系数分别达到0.66和0.75；全长变异系数相对较小，分别为0.21和0.22，表明以体重生长性状为选育指标具有较大的遗传改良空间。

表3　2、4月龄河川沙塘鳢家系生长性状的表型数据Tab.3　The growth-related traits phenotypic data of total length and body weight in two-month-old and four-month-old of O.potamophila

2.2不同生长时期家系全长和体重的差异分析

对各个家系2月龄和4月龄的全长及体重进行多重比较分析，结果表明大部分家系之间存在显著差异，部分家系间差异不显著，不同家系鱼苗生长速度差异比较明显(见表4)。2月龄时，家系F36、F16和F30的平均全长最大(>4.72 cm)，家系F12、F37、F28和F31平均全长最小(<3.82 cm)。家系F36、F35和F29的平均体重最大(>1.77 g)，家系F12、F37和F28平均体重最小(<0.92 g)，与其他家系均存在显著差异(P<0.05)，其中家系F36体重平均值(1.95 g)比家系F12体重均值(0.60 g)要高2.2倍以上；4月龄时家系F36、F35和F29的平均全长最大(>6.17 cm)，家系F12、F27、F37和F26平均全长最小(<5.09 cm)，家系F36、F35和F29平均体重为最大的3个，家系F12、F37、F28、和F33平均体重较小，与其他家系均存在显著差异(P<0.05)，其中家系F36平均体重(4.56 g)比家系F12(1.21 g)高了2.76倍。从表4中可看出，各家系在2月龄和4月龄全长和体重的排列顺序并不完全一致，使用单一方法来表达鱼体的生长速度有时会产生不一致的结果，因此需要几种方法同时使用和综合分析才能得出较为准确的结论。根据家系间全长和体重的大小及4月龄的绝对增重率作为不同家系生长性能评价依据，将家系F36、F35、F29、F16和F1确定为快速生长家系，将家系F30、F20、F40、F32、F10、F19和F8划分为生长较快家系。

表4　河川沙塘鳢34个家系不同生长时期全长和体重的平均值及多重比较Tab.4　Means and multiple comparisons of total length and body weight traits among 34 families of O.potamophila at different growth periods

注：同一列中，相同上标字母表示差异不显著，不同上标字母表示差异显著(P<0.05)。

2.3亲本来源与子代生长性能的相关性分析

为了研究亲本来源和子代生长性能的相关性，把34个家系的4月龄体重平均值由高到低排列，分为生长性能高、中、低3个群体，依次为高的11个家系，中的12个家系，低的11个家系，其中平均体重>2.44 g为高，<1.88 g为低，1.88～2.44 g为中，根据在高，中，低3个群体中父本和母本中各个群体的个数，分析亲本来源与子代生长性能的相关性(表5和6)。

表5　不同子代生长性能的群体中父本来源数Tab.5　The source of male parent from 4 groups in different growth performance groups

表6　不同子代生长性能的群体中母本来源数Tab.6　The source of female parent from 4 groups in different growth performance groups

由表5可以看出，生长性能越高，父本来源于JD的个体数量越多，来源于SZ和DT的个体数量越少，SY无明显变化。由表6得出，生长性能越高，母本来源于DT的数量越多，来源于SY的数量越少，与JD和SZ相关性不大。

3　讨论

家系选择是传统选择育种的手段之一，在家系育种进程中能将具有性状优势的等位基因或基因型进行富集，从而显著地提高育种家系的生长性能，这在水产动物优良品种选育上得到了广泛应用[14-15]，但将家系选择运用于河川沙塘鳢的良种选育方面还未见报道。本研究首次建立了河川沙塘鳢家系并进行选育研究，通过建立一定规模的河川沙塘鳢家系，对不同家系、不同月龄段的全长与体重等生长性状进行测量和比较，结果表明部分家系在全长和体重等生长指标方面差异显著，且部分家系间差异性达到极显著水平。在整个生长测量过程中，F36(JD♂×DT♀)、F35(JD♂×DT♀)、F29(JD♂×JD♀)、F16(SZ♂×DT♀)和F1(DT♂×DT♀)号等家系无论是全长还是体重都表现较优的生长速度和增长量，其体重平均值比家系群体的均值分别高87.65%、78.60%、32.92%、26.40% 和18.93%，生长优势明显，表明以上5个家系可以作为留种家系，构建进一步选育的基础群体。

本研究表明通过家系选择进行生长性能的选育是较有效的方法。挪威大西洋鲑(salmonsalar)是利用家系选育成功的典范，通过大规模家系选育技术培育出优质的大西洋鲑品系，在选育6代之后，其主要经济性状已达到野生种的2倍，养殖周期从选育前的4年缩减到现在的18个月[16]。陈松林等[9]通过对半滑舌鳎的18个家系进行生长比较，筛选出的2个快速生长家系的体重增长率比生长最慢家系分别高出113.00%和102.00%，表现出明显的生长优势。田永胜等[8]通过对牙鲆家系不同生长阶段体长和体重的比较，发现生长最快家系平均体重是最慢家系的3.08倍，最大体长是最小体长的1.47倍，生长最快家系的绝对增重率较生长最慢家系绝对增重率高出246.37%。一般来说，家系鱼苗生长差异的不同受到内部自身遗传背景和养殖环境、管理方式等外界因素的双重影响，环境差异的影响一般占到10%左右[17]。本试验结果显示在2月龄和4月龄各个家系的全长和体重表型值排序存在不一致，不同生长时期家系间生长性能差异显著。造成不一致的原因除了受家系遗传差异引起外，可能还受到环境因素的影响[17-18]。本试验中，每个家系从初孵仔鱼到幼体各生长阶段的培育条件保持一致，主要包括各阶段养殖空间的大小、水温、光照、充气和饵料等条件,不同家系的子代是在同一实验室内不同的培育缸中培育的，虽然饲养条件与管理措施基本一致，但由于各自处在相对独立的环境中，难免受到环境因素的影响，为了尽量减少由养殖环境差异引起的误差，可以采用荧光标记或分子标记等对各个家系进行标记后混养在一起，使养殖条件达到一致，从而尽量减少养殖环境造成的误差，提高对河川沙塘鳢生长性状遗传选择的准确性[17,19]。

群体间杂交是利用已有群体间的遗传特性来进行种质优化，使其培育的家系生长性能不断改进，获得优于双亲的优势性状。在家系生长性能对亲本群体选择的过程中，通过某一个地理群体亲本与其它地理群体亲本之间的杂交构建家系，分析子代家系生长性能的平均杂交优势，即这一群体亲本的一般配合力，其遗传基础是基因的加性效应，反映了亲本群体平均育种值的高低[20]。在鱼类家系育种中通过群体间杂交研究不同家系的生长性能已有不少报道。刘朋朋等[21]在黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)不同家系生长性能的比较中，通过对亲本来源与子代生长性能的相关性分析得出巢湖群体适合用作母本而滆湖群体适合用作父本。王新安等[22]在对大菱鲆4个不同地理群体杂交后代的生长性能的研究中得出，来自英国和法国的群体间和群体内家系的生长性能比丹麦和挪威群体的群体间和群体内家系的生长性能更为优良。本研究对34个河川沙塘鳢家系亲本来源与子代生长性能的相关性分析的结果表明，生长性能越高的河川沙塘鳢家系的父本来自于JD群体的越多，母本来自于DT群体的越多。本次试验得到的优秀家系中，排名前二位的家系也都是JD(♂)×DT(♀)杂交组合。河川沙塘鳢家系在建立的过程中，最初的16个组合48个家系只剩下14个组合34个家系，JD(♂)×SY(♀)和SY(♂)×SZ(♀)两个组合都被淘汰，这可能是家系重复次数太少所产生的现象，也有可能是两个组合的子代相容性差，对于这两个群体的杂交结果有待于进一步的验证。可以得出，以JD、DT、SY和SZ群体的河川沙塘鳢为亲本进行河川沙塘鳢优良品系选育时，父本应用JD群体的河川沙塘鳢，母本用DT群体的河川沙塘鳢。此外，试验中还应增加对每个家系的重复个数以及实验次数，减少亲本个体对最后结果的影响，以得到更准确的结果。

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(责任编辑：张潇峮)

Comparison of growth performances of different families and selection of parents with good trait in Odontobutis potamophila

DING Yan-dong1,WANG Pei-pei1,ZHANG Guo-song1,ZANG Xue1,YIN Shao-wu1,

CHEN Shu-qiao2,ZHOU Guo-qin2

According to the nest design,four geographical population groups ofOdontobutispotamophilawere collected to construct full-sib families among stocks as well as within stocks.Comparison of the growing performance among 34 full-sib families constructed was analyzed by analysis of variance and multiple comparisons.The results demonstrated that the differences among growth performances of the progeny of different families were significant.In the whole growth process of measurement，F36,F35,F29,F16 and F1 families had a better performance of the growth rate and growth in full length or weight showed significant growth advantage.It was considered that F36,F35,F29,F16 and F1 families were of excellent family，and could be used as the basis populations for further genetic selection．Correlation analysis on the source of parents and offspring growth performance showed that,in the high growth performance ofO.potamophilafamilies,the majority of male parent were from Jiande group and female parent from Dangtu group.It indicated that Jiande group were suitable to be male parents and Dangtu group were suitable to be female parents.

Odontobutispotamophila;family;growth-related trait;relevance

2015-06-16；

2016-05-12

国家星火计划项目(2013GA690166)；江苏省科技支撑计划(农业)项目(BE2013441)；“江苏省六大人才高峰”高层次人才项目(2012-NY-032)；江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(11)1037)；南京师范大学科技成果转化基金项目(2013-02)；江苏省2014年度普通高校研究生实践创新计划项目(SJLX_0322)

丁严冬(1991-)，男，硕士研究生，专业方向为鱼类种质资源与遗传育种。E-mail：363372139@qq.com

尹绍武。E-mail：yinshaowu@163.com

S917.4

A

1000-6907-(2016)05-0008-06