专利名称：一种对虾多家系配种制种方法
技术领域：
本发明属于水产遗传育种领域，具体地涉及一种利用对虾的高繁殖力特性，对多个高选择指数家系分组交配、多级扩繁并实施个体选择，最终建立高性能亲虾扩繁群生产商品苗种的方法。
背景技术：
大部分水产动物例如鱼、虾和贝类等，个体小、产卵量大，易于建立全同胞和半同胞家系，遗传评估的准确性高，实施高强度选择能够获得比家畜更高的遗传进展(SKaarud et al.,2011. Strategies for controlling inbreeding in fish breeding programs ； an applied approach using optimum contribution (OC) procedures. Aquaculture, 311 110-114)。特别是自上世纪90年代中后期，引入基于个体动物模型和BLUP法的遗传评估技术后，水产动物选择育种的遗传进展得到了快速提高。经过9年选育，GIFT罗非鱼体重提高了 64%，平均每代 7. (Khaw et al.，2008. Estimation of genetic change in the GIFT strain of Nile tilapia(Oreochromis niloticus)by comparing contemporary progeny produced by males born in 1991 or in 2003. Aquaculture，275 :64-69)。起始于上世纪 70年代的挪威大西洋鲑育种，经多代选育后生长速度比野生群体提高了 2倍，生长周期从 40个月缩短为 20个月，馆料系数降低了 25% (Thodesen et al. , 1999. Feed intake, growth and feed utilization of offspring from wild and selected Atlantic salmon Salmo salar. Aquaculture,180 :237-246)。
如何将育种核心群目标性状已获得的遗传增量快速传递到商品群，提高养殖业的经济效益，带动产业发展，是育种技术体系中的一个关键环节。在畜牧育种中，借助于人工授精(Artificial hsemination，Al)、超数排卵和胚胎移植(Multiple Ovulation and Embryo Transfer,Μ0ΕΤ)等技术(王希朝等，2000. MOET技术在家畜育种中的应用.西北农业大学学报，28(1) :92-97)，已建立了快速扩繁体系，可以快速地将优秀种牛、种猪目标性状的遗传增量传递到商品群中。对虾是我国水产养殖的重要种类，国内大范围养殖的品种主要有凡纳滨对虾、中国对虾、斑节对虾和日本对虾等。到目前为止，已培育出凡纳滨对虾 “中科1号”和“中兴1号”、中国对虾“黄海2号”等新品种，生长速度、养殖存活率和抗病性等都得到了较大幅度的提高。但是，对虾育种技术体系还处于起步阶段，目前亟需一个可靠、高效的扩繁体系来放大和快速传递每个世代获得的遗传增量，生产高质量的商品苗种， 提高对虾良种覆盖率和养殖经济效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种对虾多家系配种制种方法，解决对虾良种的制种和扩繁问题；利用对虾雌虾产卵量大(10万-50万)的繁殖特性，选择多个高选择指数家系分组交配、多级扩繁，并在扩繁群体内进行个体选择，建立高性能亲虾扩繁群，放大和快速传递每个世代获得的遗传增量，提高对虾良种覆盖率和养殖经济效益。
本发明是按照以下技术方案完成的
一种对虾多家系配种制种方法，内容包括1)优良亲本的选择。通过制定并计算选择指数，选择优良的家系和个体，构建扩繁起始群体；幻配种方案的制定。设定亲缘系数上限值，以家系为单元设计多个交配组，建立一级扩繁单元，构建一级扩繁群体；依据苗种生产能力和市场需求，如需构建多级扩繁群体，则在限定的亲缘系数下，组合上一级扩繁单元，设计交配组，建立新一级扩繁单元，构建多级扩繁群体；幻扩繁制种。利用一级扩繁群体或多级扩繁群体内的扩繁单元，分组或混合制种，生产商品苗种，提供给对虾养殖户。本发明每级扩繁群体均进行一定强度的选择，以进一步提高扩繁群体目标性状的遗传增量。
一种对虾多家系配种制种方法，具体包括以下步骤
1)建立扩繁起始群体获得对虾候选个体的生长、抗病等重要经济性状的测定值，通过多性状选择指数制定方法，计算个体选择指数和家系选择指数，多性状选择指数制定方法已申请发明专利，专利名称中国对虾多性状育种制定选择指数方法，专利号 ZL200610070100. 7，依据家系选择指数，从排名靠前家系中选择一定数量的家系，入选家系间亲缘系数的平均数小于等于0. 20 ；依据个体选择指数，从每个入选家系内排名靠前的个体中选择亲本组成扩繁起始群体；
2)建立一级扩繁群体以家系为单元设计多个交配组，配对家系间的亲缘系数小于等于0. 20;每个交配组内家系间正反交配对，授精雌虾所产后代混合养殖至成虾，建立一级扩繁单元；每个一级扩繁单元内以低于50%的留种率，选择亲本建立一级扩繁群体；
3)生产商品苗种利用一级扩繁群体内的扩繁单元，分组或混合制种，控制单元间亲缘系数小于等于0. 20，生产商品苗种。
依据苗种生产能力和市场需求，可以进一步构建多级扩繁群体，生产商品苗种。
一种对虾多家系配种制种方法，具体包括以下步骤
1)建立扩繁起始群体获得对虾候选个体的生长、抗病等重要经济性状的测定值，通过多性状选择指数制定方法，计算个体选择指数和家系选择指数，多性状选择指数制定方法已申请发明专利，专利名称中国对虾多性状育种制定选择指数方法，专利号 ZL200610070100. 7，依据家系选择指数，从排名靠前家系中选择一定数量的家系，入选家系间亲缘系数的平均数小于等于0. 20 ；依据个体选择指数，从每个入选家系内排名靠前的个体中选择亲本组成扩繁起始群体；
2)建立一级扩繁群体以家系为单元设计多个交配组，配对家系间的亲缘系数小于等于0. 20;每个交配组内家系间正反交配对，授精雌虾所产后代混合养殖至成虾，建立一级扩繁单元；每个一级扩繁单元内以低于50%的留种率，选择亲本建立一级扩繁群体；
3)建立多级扩繁群体组合上一级扩繁群体内的扩繁单元，设计多个交配组，配对扩繁单元间的亲缘系数小于等于0. 20;每一个交配组内，上一级扩繁单元间正反交配对， 授精雌虾所产后代混合养殖，建立一个新一级扩繁单元；新一级扩繁单元内以低于50%的留种率，选择亲本建立新一级扩繁群体；
4)生产商品苗种利用多级扩繁群体内的扩繁单元，分组或混合制种，控制单元间亲缘系数小于等于0. 20，生产商品苗种。
本发明与现有技术相比的有益效果
1、利用对虾雌虾产卵量大的繁殖特性，设计一级或多级扩繁方法，快速传递和放大已获得的遗传增量，扩繁模式设计灵活，可满足不同规模的苗种需求。
2、从核心群家系中选择优良家系、个体构建扩繁起始群体，并在每级扩繁群体内实施一定强度的淘汰，进一步增加了扩繁群体目标性状的遗传增量。
3、设计多个扩繁单元，控制扩繁群体的近交水平，避免出现近交衰退，提高了商品苗种的质量。
具体实施例方式
下面通过中国对虾的实施，详细叙述本发明一种对虾多家系配种制种方法，本发明方法同样适用于日本对虾、凡纳滨对虾、斑节对虾等对虾属其它种类。
本发明利用中国对虾的高繁殖力特性，对多个高选择指数家系分组交配、多级扩繁并实施个体选择，建立高性能亲虾扩繁群，最终生产出高质量的商品苗种。
首先建立中国对虾全(半)同胞家系，对目标性状进行性能测定；分析测量数据， 建立育种核心群系谱，通过BLUP方法和中国对虾多性状育种制定选择指数方法，计算出核心群家系和个体的选择指数；依据选择指数进行降序排队，选择排名靠前的家系和个体作为扩繁起始群体；在限定的亲缘系数下，以家系为单元设计多个交配组，建立一级扩繁单元，构建一级扩繁群体；然后在限定的亲缘系数下，组合一级扩繁群体内的一级扩繁单元， 设计多个交配组，建立二级扩繁单元，构建二级扩繁群体；最后利用二级扩繁群体，混合制种，生产商品苗种，提供给对虾养殖户。
中国对虾是我国重要的海水养殖品种之一，在近十多年的养殖生产中，中国对虾 WSSV病害严重，养殖环境恶化等问题变得更加突出，其产量也在不断下降，优良养殖品种成为制约我国对虾养殖业发展的首要因素。针对中国对虾的养殖现状，确定其育种目标为培育生长快、抗WSSV强和存活率高的中国对虾新品种(系)。因此，中国对虾遗传改良的目标性状确定为体重、抗WSSV存活时间和池塘存活率等3个性状。
2008年3月份，在农业部海水遗传育种中心，利用中国对虾核心群性腺发育成熟的亲虾，通过人工授精技术，采用巢式设计，每个雄虾与2 3个雌虾配对，建立了 61个全同胞家系。幼体饵料由微藻类、人工饲料、轮虫和卤虫组成。每2小时投喂一次，投喂量和投喂比例根据对虾不同发育阶段进行调整。每天换水，换水量逐渐增加，仔虾阶段换水量达到 100%。
中国对虾体长达到3cm时候，对每个家系随机抽取100尾进行可视嵌入性橡胶标志(VIE)标记，以区分不同的家系，为随后的混养和WSSV攻毒测试做好准备。
VIE标记后，每个家系抽取30尾标记个体，分成两组，每组15尾，分别放入2个 30m3水泥池中，即915尾对虾饲养在一个水泥池中。当每尾对虾平均体重长到1. 7g时，进行WSSV攻毒测试。测试过程中，每两小时从养殖缸内捞出死亡或濒死的对虾，并记录它们的标记颜色、死亡时体重、所在缸号和取出时间。计算每个个体的存活时间。
生长测试设置3个重复。每个家系抽取45尾标记个体，分成3组，每组15尾，分别放入3个IOOm3水泥池中，即915尾对虾饲养在一个水泥池。当个体发育至成虾时( 周龄时)，将标有数字序号的小塑料环(直径3mm)，套入对虾的眼柄，标识个体。对于标记的每个个体，测量其体重。根据每个家系存活的个体数目，计算其池塘存活率。
利用获得的个体体重、抗WSSV存活时间和存活率数据，依据个体的系谱信息，建立混合模型方程，通过REML(约束最大似然法)估计各个性状的遗传参数(方差组分、遗传力、共同环境效应、性状间的遗传相关系数)，利用BLUP法(最佳线性无偏预测)估计个体性状的育种值，通过多性状选择指数制定方法(专利名称中国对虾多性状育种制定选择指数方法，专利号ZL200610070100. 7)计算出个体的选择指数。对每个家系内所有个体的选择指数求平均数，获得各家系的选择指数(表1)。
依据家系选择指数，从排名靠前家系中选择前8个家系，家系间亲缘系数的平均数为0. 0317，低于亲缘系数上限值0. 20。每个家系内选择2尾雄虾和2尾雌虾，共计32尾亲虾，作为扩繁的起始群体。(表2)
以家系为单元两两组合，设计4个交配组(每个交配组包含2个家系)，配对家系间的亲缘系数变化范围在0-0. 004(表3)，低于亲缘系数上限值0. 20。每个交配组内两个家系间正反交配对，授精雌虾(共4尾)所产后代混合养殖，建立一个一级扩繁单元。每个一级扩繁单元随机选留20万尾苗种(平均5万尾/授精雌虾)，养殖至成虾后，每个单元以 1%。的留种率，选择体重最大的100尾雄虾和100尾雌虾留做亲本，4个单元共计800尾，建立一级扩繁群体。
对一级扩繁群体内4个一级扩繁单元两两组合，设计2个交配组，配对一级扩繁单元间的亲缘系数变化范围在0. 0234-0. (^63(表3)，低于亲缘系数上限值0. 20。每个交配组内两个一级扩繁单元间正反交配对，授精雌虾O00尾)所产后代混合养殖，建立二级扩繁单元。每个二级扩繁单元随机选留苗种20万尾(平均1000尾/授精雌虾)，养殖至成虾后，每个单元以2%的留种率，选择体重最大的2000尾雄虾和2000尾雌虾留做亲本，2个单元共计8000尾，建立二级扩繁群体。
利用二级扩繁群体内的2个扩繁单元(共计4000尾雄虾和4000尾雌虾)，混合交配制种，生产商品苗种4亿尾(平均10万尾/授精雌虾)，提供给对虾养殖户养殖。商品苗种群体的亲缘系数为0. 0419(表3)，低于亲缘系数上限值0. 20。
表1中国对虾部分家系体重、抗WSSV存活时间和存活率的育种值、选择指数及排名
家系编号家系标父本编号母本编号体重育抗WSSV存存活率选择指数排记颜色种值平活时间育种育种值名均数值平均数平均数085316蓝一红G26180G253163.300.120.07118.521084903蓝橙一G26090G249032.790.330.02115.22208E581橙红绿G2E759G2E5812.24-2.300.03111.863085185红红一G24371G251852.03-0.460.08111.314084309红红橙G2E626G243091.421.530.17108. 905084257一红绿G2E685G242571.177.270.12108. 116084126—绿蓝G2E627G241261. 80-3.73-0.12107.967085230红橙一G2E637G252301.48-10.000.22107.69808E850红蓝蓝G2E627G2E8501.81-6.91-0.14107.359085166红橙蓝G2E630G251661.40-5.060.12107.3010084125一蓝红G24064G241251.51-0.46-0.11107.011108E352橙蓝红G2E903G2E3521.301.59-0.06106.531208E689红绿红G2E411G2E6890.763.850.22105.9713084120一蓝橙G24159G241201.30-0.46-0.10105.8714085183红一橙G24033G251830.417.050.34105.4215085364红绿蓝G2E932G253640.579.450.09104.8716084132红绿橙G24396G241320.925.89-0.10104.8417085312橙一橙G24020G253120.83-2.290.09104.321808E589一绿红G2E255G2E5890.668.77-0.07104.031908E657一绿橙G2E411G2E6570.285.250.10102.6420084906绿一红G24020G249060.67-6.560.06102.5121084333红蓝一G2E578G243330.38-0.460.11102.262208E308橙橙橙G2E907G2E3080.85-9.10-0.05102.2423085430红红绿G24300G254300.70-3.25-0.10102.0024085320绿绿—G24163G253200.67-7.200.01101.962508E270橙一蓝G2E639G2E2700.44-0.460.00101.822608E291蓝一镫G2E954G2E2910.41-1.32-0.08100.892708E409蓝一蓝G2E626G2E4090.12-0.610.06100.4128084193橙红挖G2E864G24193-0.3413.250.04100.0529085197橙橙红G2E391G251970.27-2.12-0.0899.9230
表2中国对虾扩繁起始群体32尾亲虾的选择指数
权利要求
1.一种对虾多家系配种制种方法，其特征在于具体包括以下步骤1)建立扩繁起始群体获得对虾候选个体的生长、抗病等重要经济性状的测定值， 通过多性状选择指数制定方法，计算个体选择指数和家系选择指数，多性状选择指数制定方法已申请发明专利，专利名称中国对虾多性状育种制定选择指数方法，专利号 ZL200610070100. 7，依据家系选择指数，从排名靠前家系中选择一定数量的家系，入选家系间亲缘系数的平均数小于等于0. 20 ；依据个体选择指数，从每个入选家系内排名靠前的个体中选择亲本组成扩繁起始群体；2)建立一级扩繁群体以家系为单元设计多个交配组，配对家系间的亲缘系数小于等于 0. 20 ；每个交配组内家系间正反交配对，授精雌虾所产后代混合养殖至成虾，建立一级扩繁单元；每个一级扩繁单元内以低于50%的留种率，选择亲本建立一级扩繁群体；3)生产商品苗种利用一级扩繁群体内的扩繁单元，分组或混合制种，控制单元间亲缘系数小于等于0. 20，生产商品苗种。
2.—种对虾多家系配种制种方法，其特征在于具体包括以下步骤1)建立扩繁起始群体获得对虾候选个体的生长、抗病等重要经济性状的测定值， 通过多性状选择指数制定方法，计算个体选择指数和家系选择指数，多性状选择指数制定方法已申请发明专利，专利名称中国对虾多性状育种制定选择指数方法，专利号 ZL200610070100. 7，依据家系选择指数，从排名靠前家系中选择一定数量的家系，入选家系间亲缘系数的平均数小于等于0. 20 ；依据个体选择指数，从每个入选家系内排名靠前的个体中选择亲本组成扩繁起始群体；2)建立一级扩繁群体以家系为单元设计多个交配组，配对家系间的亲缘系数小于等于 0. 20 ；每个交配组内家系间正反交配对，授精雌虾所产后代混合养殖至成虾，建立一级扩繁单元；每个一级扩繁单元内以低于50%的留种率，选择亲本建立一级扩繁群体；3)建立多级扩繁群体组合上一级扩繁群体内的扩繁单元，设计多个交配组，配对扩繁单元间的亲缘系数小于等于0. 20 ；每一个交配组内，上一级扩繁单元间正反交配对，授精雌虾所产后代混合养殖，建立一个新一级扩繁单元；新一级扩繁单元内以低于50%的留种率，选择亲本建立新一级扩繁群体；4)生产商品苗种利用多级扩繁群体内的扩繁单元，分组或混合制种，控制单元间亲缘系数小于等于0. 20，生产商品苗种。
全文摘要
一种对虾多家系配种制种方法，属于水产遗传育种领域，具体步骤包括通过制定并计算选择指数，选择优良的家系和个体，构建扩繁起始群体；设定亲缘系数上限值，以家系为单元设计多个交配组，建立一级扩繁单元，构建一级扩繁群体；依据苗种生产能力和市场需求，在限定的亲缘系数下，组合上一级扩繁单元，设计交配组，建立新一级扩繁单元，构建多级扩繁群体；利用一级扩繁群体或多级扩繁群体内的扩繁单元，分组或混合制种，生产商品苗种，提供给对虾养殖户。本发明利用对虾雌虾产卵量大的繁殖特性，设计一级或多级扩繁方法，每级扩繁群体均进行一定强度的选择，快速传递和放大已获得的遗传增量，扩繁模式设计灵活，可满足不同规模的苗种需求。
文档编号A01K61/00GK102511430SQ20121000555
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者孔杰, 孟宪红, 张天时, 栾生, 罗坤 申请人:中国水产科学研究院黄海水产研究所