專利名稱：一種對蝦多家系配種制種方法
技術領域：
本發明屬于水產遺傳育種領域，具體地涉及一種利用對蝦的高繁殖力特性，對多個高選擇指數家系分組交配、多級擴繁并實施個體選擇，最終建立高性能親蝦擴繁群生產商品苗種的方法。
背景技術：
大部分水產動物例如魚、蝦和貝類等，個體小、產卵量大，易于建立全同胞和半同胞家系，遺傳評估的準確性高，實施高強度選擇能夠獲得比家畜更高的遺傳進展(SKaarud et al.,2011. Strategies for controlling inbreeding in fish breeding programs ； an applied approach using optimum contribution (OC) procedures. Aquaculture, 311 110-114)。特別是自上世紀90年代中后期，引入基于個體動物模型和BLUP法的遺傳評估技術后，水產動物選擇育種的遺傳進展得到了快速提高。經過9年選育，GIFT羅非魚體重提高了 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)。起始于上世紀 70年代的挪威大西洋鮭育種，經多代選育后生長速度比野生群體提高了 2倍，生長周期從 40個月縮短為 20個月，館料系數降低了 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)。
如何將育種核心群目標性狀已獲得的遺傳增量快速傳遞到商品群，提高養殖業的經濟效益，帶動產業發展，是育種技術體系中的一個關鍵環節。在畜牧育種中，借助于人工授精(Artificial hsemination，Al)、超數排卵和胚胎移植(Multiple Ovulation and Embryo Transfer,Μ0ΕΤ)等技術(王希朝等，2000. MOET技術在家畜育種中的應用.西北農業大學學報，28(1) :92-97)，已建立了快速擴繁體系，可以快速地將優秀種牛、種豬目標性狀的遺傳增量傳遞到商品群中。對蝦是我國水產養殖的重要種類，國內大范圍養殖的品種主要有凡納濱對蝦、中國對蝦、斑節對蝦和日本對蝦等。到目前為止，已培育出凡納濱對蝦 “中科1號”和“中興1號”、中國對蝦“黃海2號”等新品種，生長速度、養殖存活率和抗病性等都得到了較大幅度的提高。但是，對蝦育種技術體系還處于起步階段，目前亟需一個可靠、高效的擴繁體系來放大和快速傳遞每個世代獲得的遺傳增量，生產高質量的商品苗種， 提高對蝦良種覆蓋率和養殖經濟效益。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種對蝦多家系配種制種方法，解決對蝦良種的制種和擴繁問題；利用對蝦雌蝦產卵量大(10萬-50萬)的繁殖特性，選擇多個高選擇指數家系分組交配、多級擴繁，并在擴繁群體內進行個體選擇，建立高性能親蝦擴繁群，放大和快速傳遞每個世代獲得的遺傳增量，提高對蝦良種覆蓋率和養殖經濟效益。
本發明是按照以下技術方案完成的
一種對蝦多家系配種制種方法，內容包括1)優良親本的選擇。通過制定并計算選擇指數，選擇優良的家系和個體，構建擴繁起始群體；幻配種方案的制定。設定親緣系數上限值，以家系為單元設計多個交配組，建立一級擴繁單元，構建一級擴繁群體；依據苗種生產能力和市場需求，如需構建多級擴繁群體，則在限定的親緣系數下，組合上一級擴繁單元，設計交配組，建立新一級擴繁單元，構建多級擴繁群體；幻擴繁制種。利用一級擴繁群體或多級擴繁群體內的擴繁單元，分組或混合制種，生產商品苗種，提供給對蝦養殖戶。本發明每級擴繁群體均進行一定強度的選擇，以進一步提高擴繁群體目標性狀的遺傳增量。
一種對蝦多家系配種制種方法，具體包括以下步驟
1)建立擴繁起始群體獲得對蝦候選個體的生長、抗病等重要經濟性狀的測定值，通過多性狀選擇指數制定方法，計算個體選擇指數和家系選擇指數，多性狀選擇指數制定方法已申請發明專利，專利名稱中國對蝦多性狀育種制定選擇指數方法，專利號 ZL200610070100. 7，依據家系選擇指數，從排名靠前家系中選擇一定數量的家系，入選家系間親緣系數的平均數小于等于0. 20 ；依據個體選擇指數，從每個入選家系內排名靠前的個體中選擇親本組成擴繁起始群體；
2)建立一級擴繁群體以家系為單元設計多個交配組，配對家系間的親緣系數小于等于0. 20;每個交配組內家系間正反交配對，授精雌蝦所產后代混合養殖至成蝦，建立一級擴繁單元；每個一級擴繁單元內以低于50%的留種率，選擇親本建立一級擴繁群體；
3)生產商品苗種利用一級擴繁群體內的擴繁單元，分組或混合制種，控制單元間親緣系數小于等于0. 20，生產商品苗種。
依據苗種生產能力和市場需求，可以進一步構建多級擴繁群體，生產商品苗種。
一種對蝦多家系配種制種方法，具體包括以下步驟
1)建立擴繁起始群體獲得對蝦候選個體的生長、抗病等重要經濟性狀的測定值，通過多性狀選擇指數制定方法，計算個體選擇指數和家系選擇指數，多性狀選擇指數制定方法已申請發明專利，專利名稱中國對蝦多性狀育種制定選擇指數方法，專利號 ZL200610070100. 7，依據家系選擇指數，從排名靠前家系中選擇一定數量的家系，入選家系間親緣系數的平均數小于等于0. 20 ；依據個體選擇指數，從每個入選家系內排名靠前的個體中選擇親本組成擴繁起始群體；
2)建立一級擴繁群體以家系為單元設計多個交配組，配對家系間的親緣系數小于等于0. 20;每個交配組內家系間正反交配對，授精雌蝦所產后代混合養殖至成蝦，建立一級擴繁單元；每個一級擴繁單元內以低于50%的留種率，選擇親本建立一級擴繁群體；
3)建立多級擴繁群體組合上一級擴繁群體內的擴繁單元，設計多個交配組，配對擴繁單元間的親緣系數小于等于0. 20;每一個交配組內，上一級擴繁單元間正反交配對， 授精雌蝦所產后代混合養殖，建立一個新一級擴繁單元；新一級擴繁單元內以低于50%的留種率，選擇親本建立新一級擴繁群體；
4)生產商品苗種利用多級擴繁群體內的擴繁單元，分組或混合制種，控制單元間親緣系數小于等于0. 20，生產商品苗種。
本發明與現有技術相比的有益效果
1、利用對蝦雌蝦產卵量大的繁殖特性，設計一級或多級擴繁方法，快速傳遞和放大已獲得的遺傳增量，擴繁模式設計靈活，可滿足不同規模的苗種需求。
2、從核心群家系中選擇優良家系、個體構建擴繁起始群體，并在每級擴繁群體內實施一定強度的淘汰，進一步增加了擴繁群體目標性狀的遺傳增量。
3、設計多個擴繁單元，控制擴繁群體的近交水平，避免出現近交衰退，提高了商品苗種的質量。
具體實施例方式
下面通過中國對蝦的實施，詳細敘述本發明一種對蝦多家系配種制種方法，本發明方法同樣適用于日本對蝦、凡納濱對蝦、斑節對蝦等對蝦屬其它種類。
本發明利用中國對蝦的高繁殖力特性，對多個高選擇指數家系分組交配、多級擴繁并實施個體選擇，建立高性能親蝦擴繁群，最終生產出高質量的商品苗種。
首先建立中國對蝦全(半)同胞家系，對目標性狀進行性能測定；分析測量數據， 建立育種核心群系譜，通過BLUP方法和中國對蝦多性狀育種制定選擇指數方法，計算出核心群家系和個體的選擇指數；依據選擇指數進行降序排隊，選擇排名靠前的家系和個體作為擴繁起始群體；在限定的親緣系數下，以家系為單元設計多個交配組，建立一級擴繁單元，構建一級擴繁群體；然后在限定的親緣系數下，組合一級擴繁群體內的一級擴繁單元， 設計多個交配組，建立二級擴繁單元，構建二級擴繁群體；最后利用二級擴繁群體，混合制種，生產商品苗種，提供給對蝦養殖戶。
中國對蝦是我國重要的海水養殖品種之一，在近十多年的養殖生產中，中國對蝦 WSSV病害嚴重，養殖環境惡化等問題變得更加突出，其產量也在不斷下降，優良養殖品種成為制約我國對蝦養殖業發展的首要因素。針對中國對蝦的養殖現狀，確定其育種目標為培育生長快、抗WSSV強和存活率高的中國對蝦新品種(系)。因此，中國對蝦遺傳改良的目標性狀確定為體重、抗WSSV存活時間和池塘存活率等3個性狀。
2008年3月份，在農業部海水遺傳育種中心，利用中國對蝦核心群性腺發育成熟的親蝦，通過人工授精技術，采用巢式設計，每個雄蝦與2 3個雌蝦配對，建立了 61個全同胞家系。幼體餌料由微藻類、人工飼料、輪蟲和鹵蟲組成。每2小時投喂一次，投喂量和投喂比例根據對蝦不同發育階段進行調整。每天換水，換水量逐漸增加，仔蝦階段換水量達到 100%。
中國對蝦體長達到3cm時候，對每個家系隨機抽取100尾進行可視嵌入性橡膠標志(VIE)標記，以區分不同的家系，為隨后的混養和WSSV攻毒測試做好準備。
VIE標記后，每個家系抽取30尾標記個體，分成兩組，每組15尾，分別放入2個 30m3水泥池中，即915尾對蝦飼養在一個水泥池中。當每尾對蝦平均體重長到1. 7g時，進行WSSV攻毒測試。測試過程中，每兩小時從養殖缸內撈出死亡或瀕死的對蝦，并記錄它們的標記顏色、死亡時體重、所在缸號和取出時間。計算每個個體的存活時間。
生長測試設置3個重復。每個家系抽取45尾標記個體，分成3組，每組15尾，分別放入3個IOOm3水泥池中，即915尾對蝦飼養在一個水泥池。當個體發育至成蝦時( 周齡時)，將標有數字序號的小塑料環(直徑3mm)，套入對蝦的眼柄，標識個體。對于標記的每個個體，測量其體重。根據每個家系存活的個體數目，計算其池塘存活率。
利用獲得的個體體重、抗WSSV存活時間和存活率數據，依據個體的系譜信息，建立混合模型方程，通過REML(約束最大似然法)估計各個性狀的遺傳參數(方差組分、遺傳力、共同環境效應、性狀間的遺傳相關系數)，利用BLUP法(最佳線性無偏預測)估計個體性狀的育種值，通過多性狀選擇指數制定方法(專利名稱中國對蝦多性狀育種制定選擇指數方法，專利號ZL200610070100. 7)計算出個體的選擇指數。對每個家系內所有個體的選擇指數求平均數，獲得各家系的選擇指數(表1)。
依據家系選擇指數，從排名靠前家系中選擇前8個家系，家系間親緣系數的平均數為0. 0317，低于親緣系數上限值0. 20。每個家系內選擇2尾雄蝦和2尾雌蝦，共計32尾親蝦，作為擴繁的起始群體。(表2)
以家系為單元兩兩組合，設計4個交配組(每個交配組包含2個家系)，配對家系間的親緣系數變化范圍在0-0. 004(表3)，低于親緣系數上限值0. 20。每個交配組內兩個家系間正反交配對，授精雌蝦(共4尾)所產后代混合養殖，建立一個一級擴繁單元。每個一級擴繁單元隨機選留20萬尾苗種(平均5萬尾/授精雌蝦)，養殖至成蝦后，每個單元以 1%。的留種率，選擇體重最大的100尾雄蝦和100尾雌蝦留做親本，4個單元共計800尾，建立一級擴繁群體。
對一級擴繁群體內4個一級擴繁單元兩兩組合，設計2個交配組，配對一級擴繁單元間的親緣系數變化范圍在0. 0234-0. (^63(表3)，低于親緣系數上限值0. 20。每個交配組內兩個一級擴繁單元間正反交配對，授精雌蝦O00尾)所產后代混合養殖，建立二級擴繁單元。每個二級擴繁單元隨機選留苗種20萬尾(平均1000尾/授精雌蝦)，養殖至成蝦后，每個單元以2%的留種率，選擇體重最大的2000尾雄蝦和2000尾雌蝦留做親本，2個單元共計8000尾，建立二級擴繁群體。
利用二級擴繁群體內的2個擴繁單元(共計4000尾雄蝦和4000尾雌蝦)，混合交配制種，生產商品苗種4億尾(平均10萬尾/授精雌蝦)，提供給對蝦養殖戶養殖。商品苗種群體的親緣系數為0. 0419(表3)，低于親緣系數上限值0. 20。
表1中國對蝦部分家系體重、抗WSSV存活時間和存活率的育種值、選擇指數及排名
家系編號家系標父本編號母本編號體重育抗WSSV存存活率選擇指數排記顏色種值平活時間育種育種值名均數值平均數平均數085316藍一紅G26180G253163.300.120.07118.521084903藍橙一G26090G249032.790.330.02115.22208E581橙紅綠G2E759G2E5812.24-2.300.03111.863085185紅紅一G24371G251852.03-0.460.08111.314084309紅紅橙G2E626G243091.421.530.17108. 905084257一紅綠G2E685G242571.177.270.12108. 116084126—綠藍G2E627G241261. 80-3.73-0.12107.967085230紅橙一G2E637G252301.48-10.000.22107.69808E850紅藍藍G2E627G2E8501.81-6.91-0.14107.359085166紅橙藍G2E630G251661.40-5.060.12107.3010084125一藍紅G24064G241251.51-0.46-0.11107.011108E352橙藍紅G2E903G2E3521.301.59-0.06106.531208E689紅綠紅G2E411G2E6890.763.850.22105.9713084120一藍橙G24159G241201.30-0.46-0.10105.8714085183紅一橙G24033G251830.417.050.34105.4215085364紅綠藍G2E932G253640.579.450.09104.8716084132紅綠橙G24396G241320.925.89-0.10104.8417085312橙一橙G24020G253120.83-2.290.09104.321808E589一綠紅G2E255G2E5890.668.77-0.07104.031908E657一綠橙G2E411G2E6570.285.250.10102.6420084906綠一紅G24020G249060.67-6.560.06102.5121084333紅藍一G2E578G243330.38-0.460.11102.262208E308橙橙橙G2E907G2E3080.85-9.10-0.05102.2423085430紅紅綠G24300G254300.70-3.25-0.10102.0024085320綠綠—G24163G253200.67-7.200.01101.962508E270橙一藍G2E639G2E2700.44-0.460.00101.822608E291藍一鐙G2E954G2E2910.41-1.32-0.08100.892708E409藍一藍G2E626G2E4090.12-0.610.06100.4128084193橙紅挖G2E864G24193-0.3413.250.04100.0529085197橙橙紅G2E391G251970.27-2.12-0.0899.9230
表2中國對蝦擴繁起始群體32尾親蝦的選擇指數
權利要求
1.一種對蝦多家系配種制種方法，其特征在于具體包括以下步驟1)建立擴繁起始群體獲得對蝦候選個體的生長、抗病等重要經濟性狀的測定值， 通過多性狀選擇指數制定方法，計算個體選擇指數和家系選擇指數，多性狀選擇指數制定方法已申請發明專利，專利名稱中國對蝦多性狀育種制定選擇指數方法，專利號 ZL200610070100. 7，依據家系選擇指數，從排名靠前家系中選擇一定數量的家系，入選家系間親緣系數的平均數小于等于0. 20 ；依據個體選擇指數，從每個入選家系內排名靠前的個體中選擇親本組成擴繁起始群體；2)建立一級擴繁群體以家系為單元設計多個交配組，配對家系間的親緣系數小于等于 0. 20 ；每個交配組內家系間正反交配對，授精雌蝦所產后代混合養殖至成蝦，建立一級擴繁單元；每個一級擴繁單元內以低于50%的留種率，選擇親本建立一級擴繁群體；3)生產商品苗種利用一級擴繁群體內的擴繁單元，分組或混合制種，控制單元間親緣系數小于等于0. 20，生產商品苗種。
2.—種對蝦多家系配種制種方法，其特征在于具體包括以下步驟1)建立擴繁起始群體獲得對蝦候選個體的生長、抗病等重要經濟性狀的測定值， 通過多性狀選擇指數制定方法，計算個體選擇指數和家系選擇指數，多性狀選擇指數制定方法已申請發明專利，專利名稱中國對蝦多性狀育種制定選擇指數方法，專利號 ZL200610070100. 7，依據家系選擇指數，從排名靠前家系中選擇一定數量的家系，入選家系間親緣系數的平均數小于等于0. 20 ；依據個體選擇指數，從每個入選家系內排名靠前的個體中選擇親本組成擴繁起始群體；2)建立一級擴繁群體以家系為單元設計多個交配組，配對家系間的親緣系數小于等于 0. 20 ；每個交配組內家系間正反交配對，授精雌蝦所產后代混合養殖至成蝦，建立一級擴繁單元；每個一級擴繁單元內以低于50%的留種率，選擇親本建立一級擴繁群體；3)建立多級擴繁群體組合上一級擴繁群體內的擴繁單元，設計多個交配組，配對擴繁單元間的親緣系數小于等于0. 20 ；每一個交配組內，上一級擴繁單元間正反交配對，授精雌蝦所產后代混合養殖，建立一個新一級擴繁單元；新一級擴繁單元內以低于50%的留種率，選擇親本建立新一級擴繁群體；4)生產商品苗種利用多級擴繁群體內的擴繁單元，分組或混合制種，控制單元間親緣系數小于等于0. 20，生產商品苗種。
全文摘要
一種對蝦多家系配種制種方法，屬于水產遺傳育種領域，具體步驟包括通過制定并計算選擇指數，選擇優良的家系和個體，構建擴繁起始群體；設定親緣系數上限值，以家系為單元設計多個交配組，建立一級擴繁單元，構建一級擴繁群體；依據苗種生產能力和市場需求，在限定的親緣系數下，組合上一級擴繁單元，設計交配組，建立新一級擴繁單元，構建多級擴繁群體；利用一級擴繁群體或多級擴繁群體內的擴繁單元，分組或混合制種，生產商品苗種，提供給對蝦養殖戶。本發明利用對蝦雌蝦產卵量大的繁殖特性，設計一級或多級擴繁方法，每級擴繁群體均進行一定強度的選擇，快速傳遞和放大已獲得的遺傳增量，擴繁模式設計靈活，可滿足不同規模的苗種需求。
文檔編號A01K61/00GK102511430SQ20121000555
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者孔杰, 孟憲紅, 張天時, 欒生, 羅坤 申請人:中國水產科學研究院黃海水產研究所