一种全雄罗氏沼虾快速生长品系的选育方法
阅读说明：本技术 一种全雄罗氏沼虾快速生长品系的选育方法 (Breeding method of all-male macrobrachium rosenbergii rapid-growth strain ) 是由 徐宾朋 陈雪峰 高强 彭菲 程海华 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种全雄罗氏沼虾的家系选育方法,以缅甸系罗氏沼虾为基础群体,结合RNAi干扰制备“假雌”虾技术,建立全雄罗氏沼虾品系；以罗氏沼虾南太湖2号养殖群体为基础,结合其他收集群体组建家系,运用ASReml软件,根据BLUP法估算出每尾虾的育种值并排序；进行个体选育、家系选育和家系内选育；每代共建立200个以上的家系；选取优秀的雄虾和雌虾作下一代种虾,建立第二代选育家系；家系传代5年以后,每年从家系中选取优质雄虾作为父本,与“假雌”虾进行交配繁殖,最后获得快速生长的全雄品系；选育的全雄品系兼具双亲的优良性状,也可以避免近交衰退,获得的全雄罗氏沼虾生长快、品质优,适合低密度、大规格的养殖。(The invention discloses a family breeding method of full-male macrobrachium rosenbergii, which is characterized in that macrobrachium rosenbergii of Burma is taken as a basic group, a technology of preparing 'false female' macrobrachium by combining RNAi interference is combined, and a full-male macrobrachium rosenbergii strain is established; establishing a family by combining other collected groups based on the macrobrachium rosenbergii south Tai lake No. 2 breeding group, and estimating the breeding value of each shrimp and sequencing by using ASReml software according to a BLUP method; carrying out individual breeding, family breeding and family internal breeding; more than 200 families are built in each generation; selecting excellent male shrimps and excellent female shrimps as next generation of breeding shrimps, and establishing a second generation of breeding families; after the passage of the family for 5 years, selecting high-quality male shrimps from the family every year as male parents, and mating and breeding the male shrimps with the false female shrimps to finally obtain a fast-growing all-male strain; the bred all-male strain has the excellent properties of parents, inbreeding depression can be avoided, and the obtained all-male macrobrachium rosenbergii grows fast and has excellent quality and is suitable for low-density and large-size culture.)
技术领域
本发明涉及农业水产领域，特别是一种全雄罗氏沼虾快速生长品系的选育方法。
背景技术
罗氏沼虾(Macrobrachiumroenbergii)是长臂虾科、沼虾属品种，是我国东南区域重要的淡水虾类养殖品种。由于其味道鲜美，肉质细嫩，营养丰富，可鲜活上市，已越来越受到我国人民的喜爱和欢迎，并保持良好的市场需求和稳定的销售价格。罗氏沼虾雌雄性别表征差异显著，雄虾个体大，生长快，具有生长优势，市场上，南方流行吃大虾。因此，全雄罗氏沼虾养殖具有广阔的市场前景；尽管以色列已经开始利用RNAi技术干扰IAG基因生产“假雌”罗氏沼虾并由此生产的全雄品系，但是其苗种生产成本高，限制了其在中国市场的推广；并且现有全雄罗氏沼虾制种体系不涉及选育的成分，后代近交系数高，容易出现生长个体变小、生长速度下降、抗逆性差等种质退化现象。鉴于前期我们建立全雄罗氏沼虾的制种技术的基础上。有必要对现有的全雄罗氏沼虾育种技术进一步改良，培育出生长速度快、适应性强的全雄罗氏沼虾新品系(种)来满足市场需求。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种全雄罗氏沼虾的家系选育方法，通过本选育方法获得改良的全雄罗氏沼虾生长快、规格均一，橙色钳子比例高特征，适合低密度、大规格的商品化罗氏沼虾的养殖。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种全雄罗氏沼虾快速生长品系的选育方法，包括如下步骤：
步骤一，全雄品系母本亲本的获得：
以缅甸系罗氏沼虾为基础群体，结合RNAi干扰DMRT1基因制备“假雌”虾♀ZZ，用“假雌”虾与正常雄虾交配繁殖，产生全雄后代，建立全雄罗氏沼虾品系；以后每年制备“假雌”虾作为后续的母本；
步骤二，父本亲本的系统性选育：
a，准备基础育种群的来源：
在罗氏沼虾主产区，进行罗氏沼虾种质资源普查、鉴定及遗传规律分析的基础上，收集优质罗氏沼虾资源，以南太湖2号罗氏沼虾为基础群体，组建罗氏沼虾育种心群；
b，构建家系：
采用不平衡巢式设计的定向交配，构建全/半同胞家系，在每尾雌虾产卵后，作为一个家系；
每个家系独立标准化后养殖至3cm时，对每个家系VIE标记后，进行同塘生长和存活测试；
当个体发育至成虾时，达到上市规格时，测量个体的体重值，统计每个家系存活率，并进行生长数据测量；
c，整理数据及数据分析：
对所获得的性状数据，进行初步统计分析，计算性状的平均值、标准差和变异系数参数；
d，利用混合模型，通过BLUP法结合REML方法进行估计：
针对单个性别计算遗传进展，对于生长数据，采用一般线性模型估计良种组与对照组的选择反应，计算实现遗传进展；
e，设计下一代配种方案：
制定交配方案的原则包括：
待搭配个体间的亲缘关系，近交系数小于0.01；
个体的育种值，家系内选择高育种值个体，家系间随机搭配；
每个家系入选个体的数量；雌雄性别比例，雌雄比为4：1；
f，父本系统留种与扩繁：
留种方法为：每年亲虾收获后，进行家系间选择和家系内选择，选取育种值高的家系和家系内个体；扩繁方法为：亲本二级扩繁；
步骤三，优质全雄罗氏沼虾的扩繁：
从“假雌”罗氏沼虾中挑选优质雌虾作为母本，从BLUP群体的二级扩繁群体中挑选优质的雄性做母本；二者自然交配繁殖，从而获得优质全雄品系。
前述的一种全雄罗氏沼虾快速生长品系的选育方法，
b，构建家系：
采用不平衡巢式设计的定向交配，构建全/半同胞家系，在每尾雌虾产卵后，作为一个家系；
每个家系独立标准化后养殖至3cm时，对每个家系VIE标记后，进行同塘生长和存活测试；
当个体发育至成虾时，达到上市规格时，测量个体的体重值，统计每个家系存活率，并进行生长数据测量；
全面记录核心群罗氏沼虾所有个体的生产性能、体长、体重、性别、配种、系谱，形成完整的数据资料，实现罗氏沼虾遗传评估和近交分析；
每年测试个体的数量不少于10000尾，假定每个家系雌雄比例均为1:1，每个世代雌雄虾的留种率分别为4％和2％。
前述的一种全雄罗氏沼虾快速生长品系的选育方法，
d，利用混合模型，通过BLUP法结合REML方法进行估计：
针对单个性别计算遗传进展，对于生长数据，采用一般线性模型估计良种组与对照组的选择反应，计算实现遗传进展；
其中单性状的遗传评定动物模型，公式为：yij＝u+ai+Si+SPj+cxij+fj+eij(1)；
其中，yij表示第i个体的生长性能测定值，u表示总体均值，ai表示第i个个体育种值，Si表示第i个性别的固定效应，SPj表示出池时雌虾个体是否抱卵的固定效应，xij表示家系混养前日龄协变量，c为回归系数，fi为全同胞组效应，eij表示随机残差效应；
这一模型用矩阵形式表示为：y＝Xb+Zu+e(2)；
其中，y为表型值向量，b为固定效应向量，u为随机效应向量，e为随机残差向量；
X，Z分别为对应于固定效应向量b和随机效应向量u的关联矩阵，随机向量u和e的数学期望和方差定义为：
其中，A为所有个体的血缘系数矩阵，为个体育种值方差-加性遗传方差-；h2为遗传力，R为残差；
混合模型方程组为：
k＝(1-h2)/h2 (5)。
前述的一种全雄罗氏沼虾快速生长品系的选育方法，
f，父本系统留种与扩繁：
留种方法为：每年亲虾收获后，进行家系间选择和家系内选择，选取育种值高的家系和家系内个体；
扩繁方法采用亲本二级扩繁；具体方法为：选择上一年核心群体中选择指数靠前且没有亲缘关系的8个家系，两两分别进行正反交配，构建4个混合家系，每个混合家系生产30～50万尾苗种进行分池塘养殖，养成后每个家系挑选优质雄虾用于后续与“假雌”虾交配繁殖；得到优质全雄品系。
前述的一种罗氏沼虾快速生长品系的选育方法,
优质雄虾的标准：雄虾体长大于12.5cm，体重大于65g，体质健壮，钳子呈橙色，腹肢完好，壳色鲜亮；
优质“假雌”虾的标准：雄虾体长大于11.0cm，体重大于45g，体质健壮，钳子呈橙色，腹肢完好，壳色鲜亮，无抱卵腔。
本发明的有益之处在于：
通过本发明的方法建立的罗氏沼虾快速生长品系，经过选育、分析数据、建立模型，设计配种方案，近交系数低，传代后种质质量高；
本发明全面记录核心群罗氏沼虾所有个体的生产性能、体长、体重、性别、配种、系谱等，形成完整的数据资料，实现罗氏沼虾遗传评估和近交分析；
本发明对繁殖的罗氏沼虾进行性能测定，应用BLUP育种值选择方法开展种群的进一步选育提高性能和稳定遗传性；
全雄罗氏沼虾虾中雄性比例高，生长速度快，上市早，产量高；
采用本发明的快速生长品系选育方法，能够培育出生长快且规格均一性号的新品系，新品系颜色鲜亮，橙色钳子比例高，存活率高，适合低密度养殖以及与其他鱼类及甲壳动物的混养。
附图说明
图1是本发明的第一代假雌虾制种流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种全雄罗氏沼虾快速生长品系的选育方法，包括如下步骤：
步骤一，全雄品系的建立；
全雄品系的建立的方法包括：以缅甸系罗氏沼虾为基础群体，结合RNAi干扰DMRT1基因制备“假雌”虾，用“假雌”罗氏沼虾与正常雄虾罗氏沼虾交配繁殖，产生全雄后代，建立全雄罗氏沼虾品系。以后每年从其中选取雄性虾苗，将靶向DMRT1的siRNA对健壮雄性仔虾(P<60)进行转染，筛选其中的表现型为雌性的“假雌”♀ZZ个体；作为后续的母本，全雄品系成熟以后，严格独立保种。具体内容在之前申请的专利已公开，申请号为：2020101790934；专利名称为：一种全雄罗氏沼虾制种的方法，在此不再赘述。
步骤二，父本亲本的系统性选育；
1，基础育种群的来源
在罗氏沼虾主产区，在开展罗氏沼虾种质资源普查、鉴定及遗传规律分析的基础上，收集优质罗氏沼虾资源，并结合南太湖2号为基础群体，组建罗氏沼虾育种心群；
2，构建家系；
采用不平衡巢式设计的定向交配，每尾雄虾与3到4尾雌虾配对，每代至少建立150个全同胞家系以上，50个父系半同胞组；
构建全/半同胞家系，在每尾雌虾产卵后，作为一个家系，其受精卵单独进行孵化，孵化两天后进行第一次标准化操作，选取约2000尾无节幼体继续培育至发育成仔虾，之后随机选取约400尾仔虾继续培育；
罗氏沼虾体长达到3cm时，对每个家系随机选择120尾个体，在第六腹节处注射可视嵌入性橡胶标志；完成家系个体VIE标记后，分别放入2个生长测试池，进行生长和存活测试；
当个体发育至成虾时，达到上市规格时，测量个体的体重值，统计每个家系存活率，并进行生长数据测量。生长数据包括：体长，头胸甲长，体重，性别，每尾虾的标记颜色，记录测量时间，相应的测量指标。每年测试个体的数量不少于10000尾，假定每个家系雌雄比例均为1:1，每个世代雌雄虾的留种率分别为4％和2％。
3，整理数据及初步分析；
对于各项数据值，对照原始记录进行检查，剔出明显的不合理数据后，对所获得的性状数据，进行初步统计分析，计算性状的平均值、标准差和变异系数等参数；
4，利用混合模型，通过BLUP法结合REML方法进行估计；
其中单性状的遗传评定动物模型，公式为：yij＝u+ai+Si+SPj+cxij+fj+eij(1)；
其中，yij表示第i个体的生长性能测定值，u表示总体均值，ai表示第i个个体育种值，Si表示第i个性别的固定效应，SPj表示出池时雌虾个体是否抱卵的固定效应，xij表示家系混养前日龄协变量，c为回归系数，fi为全同胞组效应，eij表示随机残差效应；
这一模型用矩阵形式表示为：y＝Xb+Zu+e(2)；
其中，y为表型值向量，b为固定效应向量，u为随机效应向量，e为随机残差向量；
X，Z分别为对应于固定效应向量b和随机效应向量u的关联矩阵，随机向量u和e的数学期望和方差定义为：
其中，A为所有个体的血缘系数矩阵，为个体育种值方差(加性遗传方差)；h2为遗传力，R为残差。
混合模型方程组为：
k＝(1-h2)/h2 (5)；
遗传进展预测和计算；
针对单个性别计算遗传进展，预测遗传进展的基本公式为：ΔG＝ipσA(6)；
式中，i为选择强度，p为育种值估计精确度，σA为体重等性状的加性遗传标准差；
针对两个性别的物种，计算公式为：
式中，im，if分别为雄虾、雌虾的选择强度，pm，pf分别为雄虾、雌虾的育种值估计精确度，σA为体重及其他性状的加性遗传标准差；
对于生长等数据，采用一般线性模型估计良种组与对照组的选择反应，计算实现遗传进展；
一般估计模型为：Yijk＝μ+STi+Pj+bAk(STi)+eijk(8)；
其中，Yijk为体重等性状的测定值；μ为群体均值；STi为性别池塘固定效应；Pj为组固定效应，组包括：良种组和对照组；b为回归系数；Ak为入池前平均体重，在STi内用作协变量；eijk为随机残差。
5，设计下一代配种方案；
制定交配方案的原则包括：待搭配个体间的亲缘关系，近交系数小于0.01；个体的育种值，家系内选择高育种值个体，家系间随机搭配；每个家系入选个体的数量；雌雄性别比例，雌雄比为4：1；完成罗氏沼虾配种方案制定工作。
6，传代；
留种方法为：每年亲虾收获后，第一次留种是进行家系间选择；依据家系的平均育种值高低，选留平均值以上的家系；第二次留种是家系内选择，依据个体育种值高低，从每个家系选取2个雌性个体和1个雄性个体；第一次留种，家系数目被减半；第二次留种的个体又可将家系数目加倍；或者通过调整第一次留种的家系数量，控制育种中心内的总数量为家系数200个以上，有条件的地方，可保持家系数量为500个以上。
将组建的2-3世代基础群的后代进行育种值评估，并按照育种值的大小顺序排位，挑选出育种值排在前400名的雌虾，并从核心群中挑选育种值排在前100名的公虾，并以公虾为单位，组建罗氏沼虾核心群体2世代；
重复步骤4-5的方法，组建全雄罗氏沼虾3世代、4世代核心群体，并且，每个世代组建家系数200个以上，测量虾只数10000只以上。
7扩繁；
扩繁方法为：选择上一年核心群体中选择指数靠前且没有亲缘关系的8个家系，两两分别进行正反交配，构建4个混合家系，每个混合家系生产30～50万尾苗种进行分池塘养殖，养成后每个家系挑选优质雄虾用于与后续雌虾交配繁殖。
优质雄虾的标准：雄虾体长大于12.5cm，体重大于65g，体质健壮，钳子呈橙色，腹肢完好，壳色鲜亮。
优质“假雌”虾的标准：雄虾体长大于11.0cm，体重大于45g，体质健壮，钳子呈橙色，腹肢完好，壳色鲜亮，无抱卵腔。
步骤三，优质全雄罗氏沼虾的扩繁；
从“假雌”罗氏沼虾中挑选优质雌虾作为母本，从BLUP群体的二级扩繁群体中挑选优质的雄性做母本。二者自然交配繁殖，从而获得优质全雄品系。
以下完整演示全雄罗氏沼虾快速生长品系的选育方法验证本发明的技术效果；
建立纯系罗氏沼虾假雌虾种质库，结合BLUP育种方法对全雄罗氏沼虾进行选育；本发明的全雄罗氏沼虾选育流程图如图1所示。
从2019年6月至今按照本发明的培育选育的全雄罗氏沼虾新品系的方法，培育的新品系核心群种虾家系规模达到220个以上，每年可稳定繁育优质全雄罗氏沼虾。
全雄罗氏沼虾新品系与原品系养殖140天，主要技术指标优势比较如下：
性能
新品系
原品种
蓝色长臂型
12.2％
14.8％
橙色长臂型
78.3％
69.3％
小个体
9.5％
15.9％
平均体重(g)
45.58±5.36g
38.58±6.89g
采用本发明的快速生长品系选育方法，能够培育出生长快、性别逆转效率高且规格均一性号的新品系，稳定出现橙色钳子比例高特征，小个体的全雄罗氏沼虾在新品系中比例为9.5％，优于原品系的15.9％。因此，新品系在生长显著优于原品系。
全雄罗氏沼虾养殖与普通罗氏沼虾效果对比：
全雄单性虾苗可用于沼虾的池塘化养殖。从罗氏沼虾的育苗基地挑选淡化后的健康全雄苗种，放样于6个6亩池塘水域中进行养殖，按照每亩1万尾放苗密度进行放养。对照组为普通商业苗种，养殖过程参考普通外塘养殖技术，开展为期5个月的养殖试验。实验结果如表所示，全雄罗氏沼虾三、四、五个月生长呈现出差异。池塘最终收获时，平均雄性比例为98.9±0.4％，平均体重范围63.1±22.1g，饲料系数为1.40±0.06，存活率为51.5±8.2％；对照组雄性比例为58.6±4.6％，平均体重为47.4±19.6g，饲料系数为1.62±0.05，存活率为58.6±4.6。相比较而言，全雄罗氏沼虾在低密度条件下，养殖经济效益更高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。