JOL论文推荐 | 文蛤抗性相关基因表达性状的遗传分析及其与生长性状的相关分析

JOL海洋湖沼学报

文蛤 (Meretrix petechialis) 是我国重要的商业养殖蛤类之一。尽管人工育苗技术和水产养殖技术不断进步和发展，病害仍然是限制蛤类养殖产业发展的主要因素。其中，弧菌病的频繁暴发常影响蛤类养殖业的盈利和可持续性。从可持续性的角度来看，弧菌抗性文蛤品系的选育是一种具有吸引力的疾病预防策略。然而，与许多其他经济上重要的性状（例如生长速度、饲料转化效率、肉质量）不同的是，由于无法准确地测量表型，抗病性状的遗传改良受到阻碍。因此，在抗性选育过程中，筛选能准确反映抗病性且具有显著遗传成分的标记是十分必要的。此外，鉴于文蛤的商业价值，在育种过程中有必要将抗性性状和生长性状进行综合考虑。

中国科学院海洋研究所刘保忠研究员课题组研究了5个文蛤抗性相关基因转录性状的遗传变异，并检测其与生长性状之间的相关性，研究论文 “Heritability of resistance-related gene expression traits and their correlation with body size of clam Meretrix petechialis” 发表在Journal of Oceanology and Limnology 2020年第2期，文章第一作者为博士研究生江凤娟，通讯作者为王鸿霞研究员。

研究结果

组织表达分析

使用半定量的方法检测5个抗性相关基因 (Bax、BIRC7、NFIL3、Big-Def和CTL9) 在6个不同组织 (消化腺、外套膜、鳃、足、闭壳肌和血淋巴) 中的表达分布情况(图1)。结果表明，5个基因在不同组织中的表达水平不同，CTL9在消化腺中的表达水平最高；凋亡相关基因Bax和BIRC7在鳃中有极高的表达；炎症反应相关的转录因子NFIL3在外套膜、鳃和足中的含量相对较高；大防御素Big-Def在消化腺中的表达水平最高。5个基因在文蛤的消化腺和血淋巴中都有表达，考虑到从文蛤中能抽取到的血淋巴较少，消化腺被选为本研究中基因表达分析的主要组织。

图1 文蛤5个弧菌抗性相关的基因的组织表达分析

基因转录性状特征

对文蛤消化腺中抗性相关基因的相对表达水平进行量化分析，发现5个基因的表达丰度不同。大防御素Big-Def的相对表达水平最高，同时变异系数也最大；而发挥抑制凋亡作用的BIRC7的相对表达水平最低。其余3个基因的表达丰度与变异系数相似(表1)。

表1 12月龄和15月龄文蛤的基因表达变量统计

转录性状的遗传估计

研究对12月龄和15月龄文蛤的基因转录性状的遗传组分和遗传力进行了评估，结果见表2。经分析，在两个生长阶段，基因转录性状的遗传组分非常相似，12月龄和15月龄之间的加性效应和父母本之间的交互作用都没有显著差异，这表明遗传组分在文蛤生长过程中具有稳定性。其中，BIRC7表现出显著加性遗传效应，其余4个基因转录性状的遗传力处于中低水平，并未检测到显著性。

表2 五个弧菌抗性相关基因转录性状的方差分量(平均值±标准误)

转录性状与体型的遗传相关

使用12月龄的文蛤对生长性状(壳宽、体重)和BIRC7的转录性状之间的表型和遗传相关进行分析。在每个基因的转录性状和生长性状之间没有发现显著的表型相关和遗传相关性。

上述研究结果证明了5个弧菌抗性相关基因的转录特征是可遗传的，表明通过人工选择对这些性状进行遗传改良具有可行性。此外，在弧菌抗性相关基因转录特征与生长性状之间未检测到显著的遗传相关性，表明对弧菌抗性的人工选择不会影响文蛤的生长。本研究成果为文蛤弧菌高抗品系的间接选育提供了参考，将有助于文蛤养殖疾病控制策略的构建和实施。

Citation:

JIANG Fengjuan, YUE Xin, ZHANG Shujing, YU Jiajia, WANG Rui, LIU Baozhong, WANG Hongxia. 2020. Heritability of resistance-related gene expression traits and their correlation with body size of clam Meretrix petechialis. Journal of Oceanology and Limnology, 38(2), 571-578. https://doi.org/10.1007/s00343-019-8326-3