前瞻性研究方面

时间：2022-11-16 百科知识版权反馈

【摘要】：重点开展了鲆鲽鱼类“非线性选育”的基础技术理论研究以及大菱鲆选育性状的分形特征分析、耐高温品系选育、高温胁迫下体表黏液比较蛋白组学研究和低温胁迫下表皮蛋白质组差异表达的双向电泳分析。通过分形理论分析该性状的遗传变异结构特征，为确定家系群的留种率提供有力的理论依据。对大菱鲆进行3℃急性低温胁迫处理，利用双向电泳技术，对低温胁迫组和常温对照组机体表皮蛋白组图谱差异进行比较分析。

2　前瞻性研究方面

重点开展了鲆鲽鱼类“非线性选育”的基础技术理论研究以及大菱鲆选育性状的分形特征分析、耐高温品系选育、高温胁迫下体表黏液比较蛋白组学研究和低温胁迫下表皮蛋白质组差异表达的双向电泳分析。

2．1　家系推广及其基因型与环境互作效应分析

基于一般系统论（general system theory）和典型非线性生长模型（Logistic模型、Gomp－ertz模型和von Bertalanffy模型），开展了鲆鲽鱼类非线性选择的基础技术理论研究。在2011年度完成了非线性选择的技术原理的推导。阐明了鱼类非线性生长的动力学系统规律，导出反映生长规律的宏观数阵，构建了反映鱼类生长规律的模型，为建立非线性选择的技术体系，在家系选育过程中利用非线性选择技术进行良种选育，奠定了基础。开展鲆鲽鱼类遗传改良的家系选育和非线性选择的最终目的是，依据鲆鲽鱼类生长发育的内在规律和遗传机理，“尽早地在最短的时间内取得最大的遗传进展”。

2．2　大菱鲆选育家系体重性状的分形特征分析

基于非线性理论中的分形理论完成了大菱鲆18月龄体重数据的分析，计算了2007～2010年所构建家系的信息维数、关联维数、无标度区和性状测度范围（图8，表3）。各年度所构建家系体重性状的信息维数均较高，依次为0．958　6、0．948、0．942　2和0．946　3，而且无标度区较大，测度范围广，表明在选育过程中，所构建的家系群具有十分巨大的育种潜力；相应的维数值依次为1．350　2、0．777　8、0．733　6和0．835　9（图9，表3），表明群体内个体遗传结构具有较强的相关性。通过分形理论分析该性状的遗传变异结构特征，为确定家系群的留种率提供有力的理论依据。

图8　2007～2010年18月龄体重I_（ε）－ln_（ε）分布函数图

图9　2007～2010年18月龄体重lgε－lgCε分布函数图

表3　2007～2010年体重性状的分形维数

2．3　采用家系选育和分子标记辅助选育相结合的技术开展了耐高温品系的选育工作

构建了大菱鲆耐高温选育的基础群体，以及数量众多的选育家系，在此基础上开展家系间和家系内耐温性能的比较和筛选，获得与耐温性状相关的微卫星标记，结果表明：各家系间的耐温性存在着一定的差异，经选育出的耐高温繁育亲鱼交配得到的子代的耐温性要比亲本提高1℃～2℃；继续采用传统选育与分子标记辅助选育相结合的手段初步选育出了4个耐高温家系。耐高温家系与普通商品苗相比整体耐受高温能力提高2℃～3℃；同时，利用生理生化手段验证了耐高温家系的生理特质在热适应性上的调控优势，并取得了较为理想的结果：将Ⅱ型黏液细胞确定为一种与高温胁迫相关的生理指示细胞；验证了溶菌酶、抗菌肽、IgM、IL－1β、酸性磷酸酶、SOD六种免疫因子与温度的相关性；确立了抗氧化系统在鱼体受到高温胁迫下起到了至关重要的调控作用；利用SSR分子标记辅助育种技术找到了一个与温度相关的微卫星位点———Sma－USC27　286bp；发现了黏液凝集素与细胞角蛋白在高温胁迫影响下的特殊变化规律。通过数据分析，后期的重复验证，确定SOD、凝集素、细胞角蛋白可作为温度标识蛋白；2011年11月向福建宁德地区推广了大菱鲆耐高温品系，正常摄食度过23℃～24℃的高温。

表4　耐受温度对比试验

2．4　高温胁迫下大菱鲆体表黏液比较蛋白组学研究

利用双向电泳技术构建高温胁迫下（20℃，23℃，25℃，27℃）的大菱鲆体表黏液蛋白图谱并进行分析比较，寻找蛋白图谱间的差异以及找出可能与热胁迫相关的蛋白点，并结合质谱鉴定技术和蛋白质数据库查询分析技术对差异蛋白点进行鉴定研究。结果显示常温与高温胁迫下的黏液蛋白表达存在显著的差异，主要表现2－DE图谱斑点的增减以及染色的深浅，提示出高温胁迫下黏液的蛋白成分发生了质和量的变化；用Imagemaster 2DPlatinum 6．0图像分析软件进行图像分析，T₀，T₁，T₂，T₃，T₄五张图谱共匹配到209个蛋白点，选取了6个有着显著差异的蛋白点（S1，S2，S3，S4，S5，S6）进行质谱分析，5个蛋白点获得有效信息，其中S3和S6鉴定为凝集素与酸性细胞角蛋白，有作为温逆境下的指示蛋白潜质。本实验为今后温度指示蛋白研究以及耐温选育工作提供了有益的线索和依据（图10、图11、图12）。

图10 T₀16℃黏液蛋白图谱

　　　　图11　高温胁迫下黏液蛋白图谱

图12 S1，S2，S3，S4，S5，S6不同温度下蛋白表达比较

2．5　低温胁迫下大菱鲆表皮蛋白质组差异表达的双向电泳分析

对大菱鲆进行3℃急性低温胁迫处理，利用双向电泳技术，对低温胁迫组和常温对照组机体表皮蛋白组图谱差异进行比较分析。结果表明，低温胁迫组蛋白点共375±20个，常温对照组共389±26个，共有19个蛋白点在低温胁迫后发生了显著变化。其中，表达下调的蛋白点有4个；表达上调的蛋白点有8个；消失的蛋白点有2个；新增的蛋白点有6个，推测这些蛋白点可能与低温胁迫有关。从中挑选四个差异蛋白点进行肽指纹图谱（MALDI－TOF－MS）分析，采用PMF技术和MASCOT、NCBI网站提供的检索工具进行鉴定，结果显示：低温胁迫组大菱鲆表皮MLC和Mimecan前体蛋白表达显著上调，而typeⅡ角蛋白表达显著下调。作者认为大菱鲆对低温胁迫是一个复杂的网络反应，涉及很多蛋白质的参与，这些低温响应蛋白在大菱鲆对低温胁迫的抗性反应中起到重要的作用（图13、图14）。