一种红螯螯虾大规模定向交配的实施方法和系统与流程

本发明属于螯虾类遗传育种技术领域，尤其涉及一种红螯螯虾大规模定向交配的实施方法和系统。

背景技术：

目前，红螯螯虾是目前世界上最优良的淡水虾类之一，具有个头大、生长快、出肉率高的特点。作为一个引进物种，国内尚未开展有效的红螯螯虾选育项目，大多采用现有群体资源内部自由繁育的方式传代，存在不同程度的近交问题。为了满足我国红螯螯虾可持续的种苗和养殖需求，有必要开展以家系选育为基础的育种项目，提高重要经济性状的选择反应，以实现最大程度利用引进种质资源的目标。在红螯螯虾大规模家系选育的过程中，需要构建大量的家系，而定向交配是家系构建的第一个环节。设计定向交配组合时首要考虑的是避免近交，或是将近交控制在一定水平之下，其次是遗传进展。为了提高交配效率以及节约资源，红螯螯虾的定向交配通常采用一雄配多雌的方式，一个交配组内的雌雄个体采用人造盒、箱、槽等容器进行独立的养殖和管理。实际上，即便是中等规模的家系选育也会涉及数以百计的家系，在实施如此规模的定向交配过程中会存在一些操作上的问题：(1)每天清理残饵粪便费时费力，清理不干净会导致养殖环境恶化；(2)家系间公用器具清理残饵粪便时，存在交叉感染的风险；(3)所有容器人工换水较为繁琐、工作量大。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的定向交配过程存在每天清理残饵粪便费时费力，清理不干净会导致养殖环境恶化。

(2)现有的定向交配过程存在家系间共用器具清理残饵粪便时，存在交叉感染的风险。

(3)现有的定向交配过程存在所有容器人工换水较为繁琐、工作量大的问题。

解决以上问题及缺陷的难度为：

在操作100个以上的交配组时，通常需要配备3个以上的熟练人员，花费3个小时以上才能完成每天的排污换水工作，而且不能保证排污彻底，如果公用排污工具，一旦有外来病原，还存在交叉感染的风险。总体而言，全人工排污换水需要耗费大量人力资源和时间成本，且不能实现标准化操作，解决以上问题及缺陷的难度较高。解决以上问题及缺陷的意义为：

以200个定向交配组每天的排污及换水工作为例，采用人工虹吸方式排污以及换水，按照一个人操作一个交配组需要5-6分钟计算，200个交配组需要4个人操作4个小时以上才能全部完成，3个人需要操作5个小时以上才能完成。采用本发明的系统，200个交配组的排污及换水操作完全可以由1个人独立完成，每一排交配组的排污用时可以控制在5分钟以内，加水只需要控制总进水阀，无需等待，总用时可以控制在2小时以内。相比全人工排污换水，人员可以节约70％以上，时间可以节省50％以上，不影响正常的投喂，且操作标准化程度高，排污彻底，避免交叉污染，良好的水质条件可以保证较高的交配成功率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种红螯螯虾大规模定向交配的实施方法、系统、应用。

本发明是这样实现的，一种红螯螯虾大规模定向交配的实施方法，所述红螯螯虾大规模定向交配的实施方法包括：

第一步，确定场地大小并设置养殖缸排数；养殖缸内放置隐蔽物，隐蔽物内每个单元的内部空间容纳红螯螯虾；

第二步，选择雌雄虾作为候选亲本；利用gbs(genotypingbysequencing)简化基因组测序，对所有候选亲虾进行高通量snp分型，根据snp基因型数据计算所有亲虾间的亲缘关系系数，并进行聚类分析；

第三步，根据欲构建的家系数量，挑选亲缘关系适中的雄虾，依据亲缘关系系数为每尾雄虾搭配亲缘关系较远的雌虾，组成一个交配组；

第四步，按交配组设计，先挑选雌虾在一个养殖缸内暂养，后放入对应的雄虾进行定向交配，红螯螯虾日常会随机进入隐蔽物栖息；

第五步，每天每隔6个小时投喂1次饵料，其中白天投喂2餐配合饲料，夜间投喂2餐带鱼或螺蛳肉进行强化培育，饲料或饵料保留在过滤装置上；当红螯螯虾进食后，残饵残渣及粪穿过过滤网掉到收集器底部；

第六步，设置每个养殖缸排污管上的定时排污阀门的工作时长，每天上午第一次投喂前按横排依次进行排污操作，依次打开每一横排中各个养殖缸的排污开关，将污垢排到下方排污沟中；

第七步，待每一横排所有养殖缸排污结束后进行加水，由于养殖缸中水位低于溢水口，这一横排所有浮球液位开关处于打开状态，此时打开总进水阀门，所有养殖缸开始加水，当养殖缸中水位到达溢水口，浮球液位开关关闭，自动停止加水，待一横排所有养殖缸都加满水后关闭这一横排总进水阀门；按顺序依次进行其他横排养殖缸的排污和加水操作；

第八步，排污过程发现蜕皮，直接用捞网取出，每个养殖缸配备捞网，养殖缸之间不交叉使用；定向交配后检测母虾抱卵情况，抱卵虾数量满足要求后收集所有交配组的抱卵虾，以家系为单位开始进行卵离体孵化。

进一步，所述第一步养殖缸口径大小根据实际养殖需求确定，养殖面积一般在0.8m²以上，保证养殖密度小于7尾/m²，多个(n)养殖缸并排放置，排污管下方布置一条排污沟，上方布置进水管道，每一横排养殖缸共用一条排污沟以及总进水管；根据确定场地大小并设置养殖缸排数(m)，总养殖缸数为n×m。

进一步，所述第一步养殖缸内放置三组隐蔽物，隐蔽物内每个单元的内部空间可容纳一尾红螯螯虾，养殖缸加水到过滤装置上方60cm，通过加热棒将温度控制在28℃，不间断充气。

进一步，所述第二步候选亲本雌雄虾的雄性100g以上，雌性75g以上。

进一步，所述第三步根据欲构建的家系数量，挑选亲缘关系适中的雄虾，依据亲缘关系系数为每尾雄虾搭配4-5尾亲缘关系较远的雌虾，组成一个交配组，最多可设计n×m个交配组。

进一步，所述第八步每个养殖缸配备一个捞网，养殖缸之间不交叉使用；定向交配30天后检测母虾抱卵情况。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述红螯螯虾大规模定向交配的实施方法的红螯螯虾大规模定向交配的实施方法系统，所述红螯螯虾大规模定向交配实施系统包括：进水管、总进水管、总进水阀门、浮球液位开关、溢水口、溢水管、滤网装置、定时排污阀门、排污管、排污沟、圆柱形缸体、收集器、气石、隐蔽物；

圆柱形缸体和圆锥形的收集器之间有一层滤网装置分隔，收集器底部连有排污管，排污管末端下方设有排污沟，排污管上设有定时排污阀门，圆柱形缸体上部设有溢水口，并连接溢水管，溢水管末端位于排污沟上方，每个养殖容器顶部设有进水管，进水管上设有浮球液位开关，进水管从总进水管分出，总进水管上设有总进水阀门，养殖容器内设有气石，通过气管与供气管道相连，滤网装置上放有隐蔽物。

进一步，所述滤网装置由上层圆形的过滤网和下层圆形的支撑架组成。

进一步，所述滤网装置包括过滤网、支撑架。

本发明的另一目的在于提供一种所述红螯螯虾大规模定向交配的实施方法在螯虾类遗传育种中的应用。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：利用本发明可以科学、高效地完成几十到几百组定向交配的设计和操作，实现红螯螯虾大规模定向交配实施的标准化和便捷化。以200个定向交配组每天的排污及换水工作为例，采用人工虹吸方式排污以及换水，按照一个人操作一个交配组需要5-6分钟计算，200个交配组需要4个人操作4个小时以上才能全部完成，3个人需要操作5个小时以上才能完成。采用本发明的系统，200个交配组的排污及换水操作完全可以由1个人独立完成，每一排交配组的排污用时可以控制在5分钟以内，加水只需要控制总进水阀，无需等待，总用时可以控制在2小时以内。随着交配组数的增加，效率优势更加明显。相比全人工排污换水，人员可以节约70％以上，时间可以节省50％以上，不影响正常的投喂，且操作标准化程度高，排污彻底，避免交叉污染，良好的水质条件可以保证较高的交配成功率。

本发明可以在育种群体来源及遗传背景未知的情况下，借助分子标记信息科学、高效地完成定向交配组设计，能够避免近交、同时可以维持群体一定的遗传多样性。本发明采用过滤装置和圆锥形收集器实现了养殖过程中产生的主要污染物(残饵和粪便)的自动收集，并结合定时阀门实现半自动排污，相比人工虹吸排污的方式，大大节省了人力劳动，而且排污更加彻底，另外排污的用水量也会减少。加水方面，溢水口的设置可以保证养殖缸中的水不会过量，总进水阀门配合养殖缸独立的浮球液位开关使用，可以实现批量养殖缸加水的精准性以及自动化，既节约了用水，又节约了加水环节的人力劳动。大规模定向交配系统和方法的应用使整个定向交配环节的操作更加科学、标准、高效，极大程度的节约了人力劳动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的红螯螯虾大规模定向交配的实施方法流程图。

图2是本发明实施例提供的红螯螯虾大规模定向交配实施系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的气石、隐蔽物的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的过滤网的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的支撑架结构示意图；

图6是本发明实施例提供的隐蔽物的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的隐蔽物单体的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的排污沟的结构示意图；

图中：1、进水管；2、总进水管；3、总进水阀门；4、浮球液位开关；5、溢水口；6、溢水管；7、滤网装置；8、定时排污阀门；9、排污管；10、排污沟；11、圆柱形缸体；12、收集器；13、气石；14、隐蔽物；15、过滤网；16、支撑架；17、方管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种红螯螯虾大规模定向交配的实施方法、系统、应用，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的红螯螯虾大规模定向交配的实施方法包括以下步骤：

s101：根据需求确定场地大小并设置养殖缸排数；养殖缸内放置三组隐蔽物，隐蔽物内每个单元的内部空间可容纳一尾红螯螯虾，养殖缸加水到过滤装置上方60cm，通过加热棒将温度控制在28℃左右，不间断充气。

s102：从现存可用的种质资源中选择个体较大、身体特征正常、活力强的雌雄虾作为候选亲本；利用gbs简化基因组测序技术对所有候选亲虾进行高通量snp分型，根据snp基因型数据计算所有亲虾间的亲缘关系系数，并进行聚类分析。

s103：根据欲构建的家系数量，挑选亲缘关系适中的雄虾，依据亲缘关系系数为每尾雄虾搭配4-5尾亲缘关系较远的雌虾，组成一个交配组。

s104：按交配组设计，先挑选雌虾在一个养殖缸内暂养15天，后放入对应的雄虾进行定向交配，红螯螯虾日常会随机进入隐蔽物栖息。

s105：每天每隔6个小时投喂1次饵料，其中白天投喂2餐配合饲料，夜间投喂2餐带鱼或螺蛳肉进行强化培育，由于过滤网孔径小于配合饲料及动物饵料，使完整的饲料或饵料保留在过滤装置上；当红螯螯虾进食后，产生的残饵残渣及粪便会穿过过滤网掉到收集器底部。

s106：设置每个养殖缸排污管上的定时排污阀门的工作时长，每天上午第一次投喂前按横排依次进行排污操作，依次打开每一横排中各个养殖缸的排污开关，将污垢排到下方排污沟中；

s107：待每一横排所有养殖缸排污结束后进行加水，由于养殖缸中水位低于溢水口，这一横排所有浮球液位开关处于打开状态，此时打开总进水阀门，所有养殖缸开始加水，当养殖缸中水位到达溢水口，浮球液位开关关闭，自动停止加水，待一横排所有养殖缸都加满水后关闭这一横排总进水阀门；按顺序依次进行其他横排养殖缸的排污和加水操作；

s108：排污过程如发现蜕皮，直接用捞网取出，每个养殖缸配备一个捞网，养殖缸之间不交叉使用；定向交配30天后检测母虾抱卵情况，抱卵虾数量满足要求后收集所有交配组的抱卵虾，以家系为单位开始进行卵离体孵化。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。

如图2所示，本发明提供的红螯螯虾大规模定向交配实施系统包括：进水管1、总进水管2、总进水阀门3、浮球液位开关4、溢水口5、溢水管6、滤网装置7、定时排污阀门8、排污管9、排污沟10、圆柱形缸体11、收集器12、气石13、隐蔽物14、过滤网15、支撑架16、方管17。

圆柱形缸体11和圆锥形的收集器12之间有一层滤网装置7分隔，滤网装置7由上层圆形的过滤网15和下层圆形的支撑架16组成，收集器12底部连有排污管9，排污管9末端下方设有排污沟10，排污管9上设有定时排污阀门8，圆柱形缸体11上部设有溢水口5，并连接溢水管6，溢水管6末端位于排污沟10上方，每个养殖容器顶部设有进水管1，进水管1上设有浮球液位开关4，进水管1从总进水管2分出，总进水管2上设有总进水阀门3，养殖容器内设有气石13，通过气管与供气管道相连，滤网装置7上放有隐蔽物14，隐蔽物14由多个中空方管17组成。滤网装置7包括过滤网15、支撑架16。

本发明提供的红螯螯虾大规模定向交配的实施方法包括以下步骤：

(1)养殖缸口径大小可以根据实际养殖需求确定，养殖面积一般在0.8m²以上，保证养殖密度小于7尾/m²，多个(n)养殖缸并排放置，排污管下方布置一条排污沟，上方布置进水管道，每一横排养殖缸共用一条排污沟以及总进水管；每一排的总进水管保持水平，各进水管保持在相同高度，这样可以确保每个进水管的出水速度接近；根据需求确定场地大小并设置养殖缸排数(m)，最终可以设置的总养殖缸数为n×m。

(2)养殖缸内放置三组隐蔽物，隐蔽物内每个单元的内部空间可容纳一尾红螯螯虾，养殖缸加水到过滤装置上方60cm。通过加热棒将温度控制在28℃左右，不间断充气。

(3)从现存可用的种质资源中选择个体较大(雄性100g以上，雌性75g以上)、身体特征正常、活力强的雌雄虾作为候选亲本。

(4)利用gbs简化基因组测序技术对所有候选亲虾进行高通量snp分型，根据snp基因型数据计算所有亲虾间的亲缘关系系数，并进行聚类分析。

(5)根据欲构建的家系数量，挑选适量的亲缘关系适中的雄虾，依据亲缘关系系数为每尾雄虾搭配4-5尾亲缘关系较远的雌虾，组成一个交配组，这样一共可以设计n×m个交配组。

(6)为了保证抱卵的同步性，按交配组设计，先挑选雌虾在一个养殖缸内暂养15天，后放入对应的雄虾进行定向交配，红螯螯虾日常会随机进入隐蔽物栖息。

(7)每天每隔6个小时投喂1次饵料，其中白天投喂2餐配合饲料，夜间投喂2餐带鱼或螺蛳肉进行强化培育，由于过滤网孔径小于配合饲料及动物饵料，可以使完整的饲料或饵料保留在过滤装置上；当红螯螯虾进食后，产生的残饵残渣及粪便会穿过过滤网掉到收集器底部。

(8)设置每个养殖缸排污管上的定时排污阀门的工作时长，原则是确保在阀门开启的时间内，每个养殖缸收集器中的污垢能够完全排干净；每天上午第一次投喂前按横排依次进行排污操作，依次打开每一横排中各个养殖缸的排污开关，将污垢排到下方排污沟中；待每一横排所有养殖缸排污结束后进行加水，由于养殖缸中水位低于溢水口，这一横排所有浮球液位开关处于打开状态，此时打开总进水阀门，所有养殖缸开始加水，当养殖缸中水位到达溢水口，浮球液位开关关闭，自动停止加水，待一横排所有养殖缸都加满水后关闭这一横排总进水阀门；按顺序依次进行其他横排养殖缸的排污和加水操作，整个过程一人便可完成。

(9)排污过程如发现蜕皮，直接用捞网取出，每个养殖缸配备一个捞网，养殖缸之间不交叉使用。

(10)定向交配30天后检测母虾抱卵情况，抱卵虾数量满足要求后收集所有交配组的抱卵虾，以家系为单位开始进行卵离体孵化。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。