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常压室温等离子体诱变牙鲆的新育种方法

作者:admin 发布时间:2019/05/29 浏览量:1685

   本期向您推荐农业部水产基因组学重点实验室侯吉伦研究团队发表在《BMC Genomics》上的一篇文章,原文题目为:Novel breeding approach for Japanese flounder using atmosphere and room temperature plasma mutagenesis tool

文章摘要内容如下:

水产养殖的目的是发掘和生产具有重要经济价值的品种,无论采用哪种育种方法,最终育种的成功基本取决于基础种群中存在的突变。在鱼类中,定点突变的自然发生率一般低于1.0×10-6。牙鲆是中国重要的经济海生鱼类,也是海洋鱼类遗传育种研究的主要对象之一,已建立了多种繁殖方法。此外,已对其完整的基因组进行测序。目前鱼类的人工诱变主要采用物理辐射或者化学诱变剂,但是随着牙鲆自然资源和孵化种群遗传多样性的减少限制了传统育种方法的进展,因此迫切需要一种新的育种方法来增加遗传多样性。

本研究利用一种新型的常压室温等离子体(ARTP)诱变工具成功诱变海洋养殖鱼类—牙鲆。分别对受精卵和精子进行ARTP处理时间优化。受精60min的卵经ARTP处理,射频功率输入120w, ARTP处理时间为25min。在200W ARTP射频功率输入下,以林格液1:40 v/v稀释精子的最佳处理时间为10 minARTP处理组在孵化后第90天,各个体在身高、体长等形态性状上存在差异。采用全基因组测序技术,对ARTP处理孵化120天后的个体进行突变特征分析。总共从3个对照和8个用ARTP处理的随机个体中获得69.25Gb的干净数据,分别显示位于17394~1845712907~13.333个基因中的240722~322978SNP82149~86798InDels。基因组水平上平均突变率达到0.064%,基因聚类分析表明,与细胞成分、结合功能、催化活性、细胞过程、代谢过程和生物调控过程相关的基因具有较高的突变率。

常压室温等离子体(ARTP)是一种以高纯氦气为工作气体,以大气压射频辉光放电(RF APGD)等离子体源为核心部件的新型突变系统。ARTP诱变的研究表明,利用ARTP辐照具有快速、有效、方便、安全的特点,可以产生具有足够多样性的突变体文库,以改善生物表型。本研究首次采用ARTP作为诱变工具,对牙鲆进行诱变育种。建立了最佳的ARTP诱变参数,并利用高通量测序技术从基因组水平分析了ARTP处理个体的遗传变异,为加速选择有重要经济性状的个体提供参考。

文章精彩内容如下:

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1 ARTP不同处理时间对牙鲆受精、孵化及异常率的影响

Fig.1 Effects of treatment duration on the fertilization, hatch and abnormal rates of Japanese flounder, Paralichthys olivaceus, irradiated by atmospheric and room temperature plasma (ARTP).

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2 ARTP处理牙鲆受精卵里孵化出的非正常幼鱼

Fig.2 Types of abnormal larvae that hatched from ARTP-treated eggs in Japanese flounder, Paralichthys olivaceus.

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5 经ARTP处理后,6倍稀释的精子和40倍稀释的精子的相对异常率

Fig.5 Relative abnormal rates of 1:6 diluted sperm (6X) and 1:40 diluted sperm (40X)

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6 ARTP处理牙鲆精子4minRh123PI双染色的3种荧光染色模式

Fig.6 Three types of fluorescence staining patterns for sperm treated by ARTP for 4 min and double-stained by Rh123 and PI in Japanese flounder, Paralichthys olivaceus.


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