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虾类基因组选择迈出了坚实的步伐

近期有凡纳滨对虾和罗氏沼虾两篇虾基因组选择文章在Aquaculture发表。虽然不是像进化机制研究等高分、高影响力的基础创新,但也是实实在在的育种应用创新研究,对选育进展和新品种培育有实实在在的作用。有所感触,记录如下。

2005年开始,懵懵懂懂的进入虾类规模化家系选择育种研究领域,一晃15年过去了。从一个门外汉,开始慢慢地熟悉整个育种技术体系,其中的艰辛,冷暖自知。

前8年,一直在摸索和优化传统的BLUP遗传评估体系。2012年在Aquaculture上第一作者发表了Genetic parameters and response to selection for harvest body weight of the giant freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii文章,系统总结了罗氏沼虾前6个世代的选育结果。正是这篇文章,让自己有了信心,感觉在选育技术水平上慢慢跟世界主流水准接轨了。随后,团队隋娟博士以第一作者系统总结了中国对虾和凡纳滨对虾群体多个世代选育进展,相继发表在Aquaculture和Aquaculture research等主流杂志上。在系谱分析、基因型与环境互作、间接遗传效应分析等领域,团队也取得了非常新颖和有意思的研究结果。孔老师近期在中国海洋大学学报 (自然科学版)发表的“对虾选择育种研究进展”综述文章,是一个较为系统的总结,非常值得一读。

2005年刚开始进入规模化家系选择育种研究的大门时,大西洋鲑和凡纳滨对虾相关育种工作已经开始了好多年,到2012年罗氏沼虾多代遗传评估文章发表时,选育技术上是一个不断跟跑到并跑的过程。2006年,基因组选择在奶牛育种中的成功应用,打开了技术升级的大门。然而受限于高昂的分型成本,不可能大规模对个体进行基因型鉴定,技术落地相当困难。2013年开始逐渐安排部分家系亲本的小规模基因型鉴定工作,期望慢慢积累分型个体的数量。2017年代平博士发表了Genetic evaluation of feed efficiency in the breeding population of Fenneropenaeus chinensis “Huanghai No. 2” using phenotypic, pedigree and genomic information文章,对中国对虾饲料转化效率进行一步法基因组BLUP评估。然而,受限于分型个体的数量,以及亲本没有表型性状可供参考,并没有发现ssGBLUP相对于传统BLUP的优势。接下来调整计划,分为两步:一是对具有饲料转化效率等表型值的家系个体进行较大规模的基因型鉴定;另外,在罗氏沼虾育种群体中,对具有表型值的家系亲本进行基因型鉴定,积累分型个体数量。现在回看,分型个体数量和表型值是分析基因组遗传评估是否有效非常重要的两个先决条件。

然后花费了大量的时间,解决SNP数据质控、模型选择与构建、交叉验证等必需的环节,编写了脚本,建立了标准化的分析流程,即便是不怎么会写代码的人,也可以按步骤分析。2020年05月,代平博士为第一作者的文章“Evaluation of the utility of genomic information to improve genetic evaluation of feed efficiency traits of the Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei”发表在Aquaculture上;06月份,刘峻宇为第一作者的文章“Using single-step genomic best linear unbiased prediction to improve the efficiency of genetic evaluation on body weight in Macrobrachium rosenbergii”在Aquaculture online。两篇文章肯定了GBLUP、ssGBLUP等方法在遗传参数估计、育种值预测准确性和遗传进展评估等方面的优势,其中前一篇文章在虾类饲料效率基因组育种值准确性评估方面是国内外首次;后一篇文章在虾类遗传增益的一步基因组BLUP评估方面做到了国内外领先

目前的工作只是一个开端,后续还有很多工作要做。就像我在去年一篇blog中讲的,前13年,在做传统育种体系的优化;后10年,希望能够把基因组选择技术跟虾育种体系较为完美的结合起来。继续努力!!!