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      常壓室溫等離子體誘變牙鲆的新育種方法

      作者:admin 發布時間:2019/05/29 瀏覽量:836

         本期向您推薦農業部水產基因組學重點實驗室侯吉倫研究團隊發表在《BMC Genomics》上的一篇文章,原文題目為:Novel breeding approach for Japanese flounder using atmosphere and room temperature plasma mutagenesis tool

      文章摘要內容如下:

      水產養殖的目的是發掘和生產具有重要經濟價值的品種,無論采用哪種育種方法,最終育種的成功基本取決于基礎種群中存在的突變。在魚類中,定點突變的自然發生率一般低于1.0×10-6。牙鲆是我國重要的經濟海生魚類,也是海洋魚類遺傳育種研究的主要對象之一,已建立了多種繁殖方法。此外,已對其完整的基因組進行測序。目前魚類的人工誘變主要采用物理輻射或者化學誘變劑,但是隨著牙鲆自然資源和孵化種群遺傳多樣性的減少限制了傳統育種方法的進展,因此迫切需要一種新的育種方法來增加遺傳多樣性。

      本研究利用一種新型的常壓室溫等離子體(ARTP)誘變工具成功誘變海洋養殖魚類—牙鲆。分別對受精卵和精子進行ARTP處理時間優化。受精60min的卵經ARTP處理,射頻功率輸入120w, ARTP處理時間為25min。在200W ARTP射頻功率輸入下,以林格液1:40 v/v稀釋精子的最佳處理時間為10 minARTP處理組在孵化后第90天,各個體在身高、體長等形態性狀上存在差異。采用全基因組測序技術,對ARTP處理孵化120天后的個體進行突變特征分析。總共從3個對照和8個用ARTP處理的隨機個體中獲得69.25Gb的干凈數據,分別顯示位于17394~1845712907~13.333個基因中的240722~322978SNP82149~86798InDels。基因組水平上平均突變率達到0.064%,基因聚類分析表明,與細胞成分、結合功能、催化活性、細胞過程、代謝過程和生物調控過程相關的基因具有較高的突變率。

      常壓室溫等離子體(ARTP)是一種以高純氦氣為工作氣體,以大氣壓射頻輝光放電(RF APGD)等離子體源為核心部件的新型突變系統。ARTP誘變的研究表明,利用ARTP輻照具有快速、有效、方便、安全的特點,可以產生具有足夠多樣性的突變體文庫,以改善生物表型。本研究首次采用ARTP作為誘變工具,對牙鲆進行誘變育種。建立了最佳的ARTP誘變參數,并利用高通量測序技術從基因組水平分析了ARTP處理個體的遺傳變異,為加速選擇有重要經濟性狀的個體提供參考。

      文章精彩內容如下:

      圖片1


      1 ARTP不同處理時間對牙鲆受精、孵化及異常率的影響

      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).

      圖片2

      2 ARTP處理牙鲆受精卵里孵化出的非正常幼魚

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

      圖片3

      5 經ARTP處理后,6倍稀釋的精子和40倍稀釋的精子的相對異常率

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

      圖片4

      6 ARTP處理牙鲆精子4minRh123PI雙染色的3種熒光染色模式

      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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