中国对虾"黄海2号"群体感染WSSV后表现出的死亡曲线为双峰或多峰,存活个体或感染大量病毒,或不感染病毒,表现为"抗病"和"抗感染"两种表型性状,本课题拟对其抗WSSV遗传决定机制进行研究,这是对虾抗WSSV品种选育进程中面临的重要理论问题。采用等量、可控的WSSV口饲感染方法,对"黄海2号"核心群体每代100余个家系、5000余个体进行连续多代测试;经同胞选择法筛选、建立两种表型的自交系,获得"抗病"和"抗感染"的个体及家系材料;分析对虾群体染病后的死亡特征,统计不同表型个体携带病毒数量;以主基因指数测定法和分离分析等方法,结合家系和个体的遗传信息、表型信息确定"抗病"和"抗感染"两个性状的遗传决定机制;同时利用中国对虾高密度转录组基因芯片技术获得抗WSSV目标基因,从基因水平阐述遗传决定机制。研究结果可从不同层面揭示中国对虾对WSSV抗性的遗传机制,对抗病优良品种的培育具有指导意义。
"Huanghai No. 2" F. chinensis;WSSV;Genetic model;Microarray;
中国对虾"黄海2号"新品种于2009年初通过国家新品种委员会的审定,该品种生长快、抗病性强、存活率高,在一定程度上缓解和控制了WSSV疾病的危害。但目前尚不了解WSSV的致病机理及对虾的免疫应答机制。本项目采用优化的单尾、等量WSSV口饲感染方法,对中国对虾“黄海2号”进行连续多代的抗性测试,累计测试对虾约20000尾;以感染测试数据为基础,进行交配方案设计,每年获得中国对虾核心家系约100个,累计获得中国对虾约5万尾;分析对虾染病后的死亡特征,统计不同表型个体的病毒绝对含量,发现在感染初期抗性对虾体内的平均病毒含量比敏感对虾低103,而自高峰期开始则与敏感对虾的平均病毒含量均维持在105 copy/ng DNA上,与野生对虾相比,“黄海2号”在各个感染时期的平均病毒含量均显著低于野生对虾(P<0.05);利用分离分析方法建立和优化中国对虾抗性遗传决定分析模型,发现最佳模型两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型和两对等显性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型均属于主基因+多基因混合模型,暗示对虾抗病性状受到主基因+多基因控制;利用定制的8×60k高密度表达谱芯片,与各个感染时期(初期、高峰期和后期)的WSSV抗性对虾(病毒含量低的存活对虾)和WSSV敏感对虾(病毒含量高的濒死对虾)的RNA进行杂交及数据分析,在抗性对虾中共获得差异表达基因18704个(注释6412个,34.28%),其中5453个在3个感染时期均有表达(注释1916个,35.13%),而敏感对虾共获得差异表达基因23179个(注释7822个,33.75%),其中6680个在3个感染时期均有表达(注释2487个,37.23%),GO注释发现差异表达基因涉及到代谢、免疫、信号转导、细胞骨架、蛋白合成等多种生物过程,进一步分析得到224个抗性组特异性表达基因,且多与机体免疫反应有关;通过实时荧光定量PCR显示,基因芯片结果和荧光定量PCR的结果具有很好的一致性。本项目研究将为揭示对虾抗WSSV性状的分子机制提供丰富的基础数据,进而对指导中国对虾抗病新品种培育具有重要的理论意义。本项目共发表研究论文11篇,其中SCI文章3篇,中文核心期刊8篇,发明专利1项;共培养毕业研究生3名(2名硕士和1名博士),出站博士后1名,超额完成合同中规定的全部考核指标。