太平洋牡蠣殼色性狀的遺傳規律及分子基礎研究

《太平洋牡蠣殼色性狀的遺傳規律及分子基礎研究》是依託中國海洋大學，由李琪擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：太平洋牡蠣殼色性狀的遺傳規律及分子基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李琪
• 依託單位：中國海洋大學

中文摘要

太平洋牡蠣（Crassostrea gigas）自然分布於中國、日本和韓國，是世界上養殖範圍最廣、產量最大的海洋貝類。本項目擬選用經過3代定向選育、性狀較為穩定的4種殼色（白色、黑色、金黃色和紫色）太平洋牡蠣為研究素材，通過利用完全雙列雜交構建相同殼色的自交家系以及不同殼色間的正反雜交家系，查明太平洋牡蠣殼色的遺傳模式及與生長發育的關係；利用基於AFLP和微衛星標記的基因組掃描技術，鑑定太平洋牡蠣殼色性狀連鎖的分子標記，並進行遺傳定位；利用高通量轉錄組測序，分析不同殼色太平洋牡蠣的基因表達模式，鑑定殼色相關的主要候選基因；利用RACE技術，克隆殼色形成關鍵基因的cDNA全長，分析基因結構、編碼胺基酸序列及同源性，並查清其表達特性。研究結果對於闡明太平洋牡蠣殼色性狀的遺傳機制、培育殼色相關優良品種具有重要意義。

結題摘要

太平洋牡蠣（Crassostrea gigas）自然分布於中國、日本和韓國，是世界上養殖範圍最廣、產量最大的海洋貝類。本項目分析了太平洋牡蠣四種殼色（金黃色、白色、黑色和紫色）家系不同生長階段的表型性狀，發現太平洋牡蠣殼色與其生長和存活性狀關聯顯著。比較了太平洋牡蠣殼色家系間雜交子代生長和存活，發現養成期間6個雜交組中紫色與黑色雜交組的殼高生長最快，各雜交組與自交組的成活率差異均不顯著。利用金黃、白和黑色3種殼色太平洋牡蠣的全因子交配實驗，分析了太平洋牡蠣殼金性狀的遺傳模式以及與黑色著色的關係，闡明貝殼金黃色的遺傳模式不同於黑色，黑色著色表現為前景色而金黃色和白色為背景色；太平洋牡蠣貝殼背景色由一個位點的兩個等位基因控制，金黃色基因對於白色為顯性。開展了太平洋牡蠣著色度關聯標記的鑑定與定位，篩選到6對AFLP引物產生的7條多態性片段與分離群體的貝殼著色相關聯，並全部位於同一個連鎖群上，可解釋80%的殼色表型變異；所有關聯的7個AFLP標記全部用於轉化SCAR標記，其中有1個AFLP標記成功轉化為共顯性的SCAR標記，並成功整合到太平洋牡蠣連鎖圖譜中。通過轉錄組測序的方法篩選4種殼色品系間的差異表達基因，發現分別有432，91，43和39個基因在白殼，黑殼，金殼和黑條紋殼色的牡蠣中特異性地高表達；通過基因功能注釋分析，三個三磷酸腺苷結合轉運子超級家族的基因Abca1，Abca3 和Abcb1與白殼色形成相關，一個酪氨酸酶基因（CGI_10008737）的上調模式與金殼色的出現模式一致。進行了不同殼色太平洋牡蠣外套膜中長鏈非編碼RNA的轉錄組解析及其與貝殼色素沉積相關性分析，通過差異表達分析，共檢測出427個lncRNAs和349個mRNAs呈現顯著差異表達，發現分子通路主要涉及生物礦化和色素沉積。通過太平洋牡蠣酪氨酸酶基因CgTyr2的克隆及其特性分析，發現其在外套膜外層表達量最高，與太平洋牡蠣角質層的形成以及貝殼著色有關。研究結果為闡明太平洋牡蠣殼色性狀的遺傳機制奠定了重要基礎，為培育殼色相關牡蠣優良品種提供了重要的理論依據。