魏 磊,趙金良,劉 偉,錢葉周,吳 超,錢 德
(1.上海海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,水產(chǎn)動(dòng)物遺傳育種中心上海市協(xié)同創(chuàng)新中心,水產(chǎn)科學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,上海 201306;2.池州市秋浦特種水產(chǎn)開發(fā)有限公司,安徽池州 247104)
回交是雜交方式之一,是通過雜交子代與輪回親本間再次雜交,從而使得輪回親本一些優(yōu)良性狀在雜交后代中得到穩(wěn)定遺傳,同時(shí),非輪回親本的一些優(yōu)良性狀也得以保留[1]。回交在魚類雜交中較為廣泛,如云斑尖塘鱧(Oxyeleotrismarmoratus)♂與線紋尖塘鱧(O.lineolatus)♀的雜交子代與云斑尖塘鱧(♂)回交,回交子代的斑紋偏向于云斑尖塘鱧,同時(shí)保留了線紋尖塘鱧生長快、耐粗飼等特性[2];“易捕鯉”(GS-01-002-2014)即是以[(大頭鯉Cyprinuspellegrini♀×散鱗鏡鯉C.carpioL.mirror♂)♀×(黑龍江鯉C.carpiohaematopterus♀×散鱗鏡鯉♂)♂]后代 ♀與大頭鯉♂回交獲得的子一代群體為基礎(chǔ)群體,再經(jīng)選育獲得的,該回交種棲息于水體中上層,起捕率高[3]?;亟蛔哟袝r(shí)也會(huì)表現(xiàn)出超過輪回親本的性能優(yōu)勢,如用斑點(diǎn)叉尾鮰(Ictaluruspunctatus)♀與長鰭叉尾鮰(I.furcatus)♂雜交F1,與長鰭叉尾鮰♀回交,回交子代的體重生長性狀明顯超過長鰭叉尾鮰[4]。
鱖是我國傳統(tǒng)的名貴淡水經(jīng)濟(jì)魚類,主要養(yǎng)殖種類有鱖(Sinipercachuatsi)和斑鱖(S.scherzeri),兩者均為肉食性魚類,但不同種類的外形、生長、餌料系數(shù)等都不相同。目前,已采用斑鱖♀×鱖♂雜交方式獲得了雜交新品種—“秋浦雜交斑鱖(GS 02-005-2014)”,平均體重比斑鱖提高160%以上,餌料系數(shù)降低[5]。而采用斑鱖♂×鱖♀獲得的“長珠雜交鱖(GS 02-003-2016)”,7月齡時(shí)平均體重是斑鱖的3.2倍[6]。鑒于雜交在鱖魚育種上取得了明顯成效,在雜交鱖(斑鱖♀×鱖♂)基礎(chǔ)上,采用回交方式獲得了斑鱖♀×雜交鱖♂回交子代,通過比較其與斑鱖、雜交鱖在早期發(fā)育階段的外形(體斑和體型)、生長和攝食特性,評價(jià)輪回親本與非輪回親本各自性狀的遺傳特征,為鱖雜交育種深入研究提供基礎(chǔ)資料。
實(shí)驗(yàn)在安徽省池州市秋浦特種水產(chǎn)開發(fā)有限公司進(jìn)行?!扒锲蛛s交斑鱖”(以下簡稱“雜交鱖”)是由斑鱖♀×鱖♂雜交而得,回交子代由斑鱖♀×雜交鱖♂回交而得。2018年4月16日,同時(shí)開展斑鱖、雜交鱖和回交子代繁育。其中,雜交鱖受精卵采用人工授精方式獲得;斑鱖和回交子代受精卵均采用自然受精方式獲得,受精卵放入孵化環(huán)道內(nèi)流水孵化;孵化水溫為15~20 ℃。出膜第5天,仔魚開口,開口餌料魚為剛出膜的鰱、鳙魚苗。開口一周后,再將仔魚從孵化環(huán)道轉(zhuǎn)入水泥池(7 m×8 m×1 m)內(nèi)進(jìn)行培育,餌料魚為鰱、鳙和鯽魚苗。每天早、晚各投喂1次。
1.2.1 早期體斑和體型
鱖出膜后,回交子代、雜交鱖和斑鱖魚苗每日采樣1次,每次10尾,用解剖鏡觀察色素分布、體斑形成,同時(shí)拍照記錄。觀察時(shí)間為初孵仔魚至斑紋穩(wěn)定期(40-45日齡,不同種魚時(shí)期略有差異)。45日齡,測定三種魚苗頭部隆角(頭后背前與魚體長軸間夾角)、體高/體長指標(biāo)。
1.2.2 生長測量
在魚苗孵化出膜至孵化后45日齡,每日采樣1次,每次10尾,用游標(biāo)卡尺測量魚苗全長。計(jì)算日均增長率:AGL=(Lt-L0)/D
式中:AGL為全長日均增長率(mm/d);Lt為測量的末全長;L0為測量的初全長;D為實(shí)驗(yàn)的間隔天數(shù)。
1.2.3 攝食量測定
出膜后20日齡,三種魚苗各取30尾,于20 cm×30 cm×20 cm的水族箱中進(jìn)行飼養(yǎng),裝有循環(huán)水裝置,定期更換新水,實(shí)驗(yàn)周期為20 d。每天分別在8時(shí)和16時(shí)投喂鰱、鳙餌料魚苗。當(dāng)天上午第一次投喂前,稱量投喂餌料魚質(zhì)量,記為m1;下午第二次投喂餌料魚質(zhì)量,記為m2;第二天上午投喂前,測定剩余餌料魚質(zhì)量,記為m3。每隔5天,各隨機(jī)抽測10尾試驗(yàn)魚苗的質(zhì)量,并進(jìn)行三次重復(fù),計(jì)算出日均增重率和餌料系數(shù)。
AGW=(Wt-W0)/D×N
DF=(m1+m2-m3)/N×D
FC=3(m1+m2-m3)/(Wt-W0)
式中:AGW為日均增重率(g/d);Wt為稱量的末體質(zhì)量;W0為稱量的初體質(zhì)量;D為實(shí)驗(yàn)間隔天數(shù);N為取樣魚的數(shù)目;DF為平均日攝食量(g/d);m1、m2、m3分別為餌料魚的質(zhì)量;FC(Feed Coefficient)為餌料系數(shù)。
1.2.4 數(shù)據(jù)處理分析
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS19.0軟件統(tǒng)計(jì)分析,P<0.05表示差異顯著。數(shù)據(jù)作圖均采用GraphPad Prism5.0軟件。圖片使用Adobe Photoshop CC 2018處理。
如圖1所示,三種魚初孵仔魚黑色素主要分布在卵黃囊上,回交子代和斑鱖背部前段也有少量分布。出膜第2、3天,臀鰭基部位置均出現(xiàn)黑色素。出膜第4天,頭部出現(xiàn)黑色素,回交子代和斑鱖背部前段黑色素分布增多,雜交鱖背部前段開始出現(xiàn)黑色素,且軀干后段中間位置也出現(xiàn)黑色素。出膜第5天,回交子代和斑鱖軀干后段中間位置未見黑色素出現(xiàn)。黃色素主要分布于頭部和卵黃囊,三種魚的黃色素分布差異不明顯。
圖1 回交子代、斑鱖和雜交鱖1-5日齡色素變化Fig.1 Pigment changes of S.scherzeri,backcrossing progeny and hybrid at day1-5
三種魚早期的斑紋形成如圖2所示。11-13日齡,三種魚黑色素分布位置差異不大,未見明顯斑紋;16-18日齡,黑色素除在軀體前半段大量分布外,背鰭硬棘、軟棘基部,臀鰭基部也有分布,軀干后端中間位置分布明顯;23-24日齡,斑紋初步形成,三種魚背部出現(xiàn)5個(gè)黑色鞍狀帶,回交子代和斑鱖軀干后段中間位置出現(xiàn)黑色橫帶,雜交鱖沿背鰭硬棘基部向下出現(xiàn)縱帶;43-45日齡,回交子代和斑鱖體側(cè)斑塊排列緊密,橫向規(guī)則排布,而雜交鱖斑塊較稀疏,排列不規(guī)則。
如表1所示,45日齡,回交子代、斑鱖和雜交鱖頭部隆角分別為25.48°±0.85°、24.52°±0.65°、29.44°±1.34°,回交子代、斑鱖與雜交鱖差異顯著。三種魚體高/體長值分別為0.26±0.03、0.25±0.09、0.32±0.05,回交子代、斑鱖與雜交鱖差異顯著。
回交子代、斑鱖和雜交鱖初孵仔魚全長分別為(4.24±0.21)、(4.17±0.24)、(4.27±0.32)mm,45日齡全長分別為(78.52±1.55)、(55.51±0.71)、(83.81±1.22)mm?;亟蛔哟喵Z和雜交鱖的日均增長率分別為1.65、1.14、1.78 mm,回交子代、雜交鱖與斑鱖間差異顯著(見表2)。
圖2 回交子代、斑鱖和雜交鱖體斑形成Fig.2 Body spots formation of S.scherzeri,backcrossing progeny and hybrid
表1 45日齡三種魚的頭部隆角、體高/體長值Tab.1 Head ridge angle,body height/body length value of three kinds of fish at 45 days age
注:同行數(shù)字后不同字母代表差異性顯著,下同。
表2 三種魚的初孵全長、45日齡全長和日均增長率比較Tab.2 Comparison of the initial hatching length,45 days age full length and average daily growth rate of the three kinds of fish
如表3所示,回交子代、斑鱖和雜交鱖的日均攝食量分別為(0.217±0.02)、(0.153±0.01)、(0.220±0.04)g,日均增重率分別為(0.067±0.02)、(0.031±0.03)、(0.073±0.06)g,回交子代、斑鱖與雜交鱖的餌料系數(shù)分別為2.99±0.16、4.40±0.22、2.76±0.13?;亟蛔哟碗s交鱖的日均攝食量大于斑鱖的,回交子代和雜交鱖的餌料系數(shù)顯著低于斑鱖的。
表3 三種魚的日均攝食量、日均增重率和餌料系數(shù)比較Tab.3 Comparison of daily food intake,average daily weight rate and feed coefficiontof the three kinds of fish
本研究中,出膜1-5日齡,回交子代的黑色素分布與斑鱖類似,與雜交鱖差異明顯;如圖2所示魚體發(fā)育的前兩個(gè)階段中,三種魚差異不明顯,而后兩個(gè)階段差異較明顯??傊?,回交子代早期色素分布和體斑特征與斑鱖相似?;亟蛔哟捏w斑特征與母本斑鱖相似,這可能是因?yàn)榘喵Z作為輪回親本時(shí),回交子代的遺傳物質(zhì)組成比例更多來自于斑鱖的緣故[7],也可能是控制體斑特征的功能基因來源于母本。
在魚類雜交中,雜交子一代的性狀通常處于兩親本的中間狀態(tài)[8]。在鱖魚雜交子一代中,宓國強(qiáng)等[9]研究發(fā)現(xiàn)正交雜交鱖(鱖♀×斑鱖♂)與鱖相似,背部向下出現(xiàn)垂直軀干的條帶,而單建杰[10]研究認(rèn)為反交雜交鱖(斑鱖♀×鱖♂)體側(cè)無垂直條帶,與斑鱖相似,正反雜交子代體側(cè)斑紋呈不規(guī)則分布,體高/體長值分別為:鱖0.36±0.04、斑鱖0.26±0.02、正交子代0.29±0.02、反交子代0.30±0.02,雜交子代體型介于鱖與斑鱖之間,正反交子代間差異不大。本研究中,回交子代頭部隆角和體高/體長值分別為25.48°±0.85°、0.26±0.03,與斑鱖無明顯差異,回交子代較穩(wěn)定遺傳了輪回親本斑鱖的體型特征。
本研究中,斑鱖既作為輪回親本,又作為雜交母本,回交子代表型上偏向斑鱖,除了斑鱖遺傳物質(zhì)組成比例較高外,一定程度上也受母系效應(yīng)影響[11]。
在魚類回交育種中,回交子代的生長性能有時(shí)會(huì)接近雜交子一代或子二代,如建鯉[元江鯉♀×荷元鯉(荷包紅鯉♀×元江鯉♂)♂回交子代]與元江鯉生長速度接近,且成活率、起捕率高[12];薩尼F1(薩羅♀×尼羅♂)♀×尼羅♂回交子代的生長速度與尼羅接近[13]。在本研究中,45日齡,回交子代生長速度略低于雜交鱖,兩者差異不明顯。孫際佳等[14]研究認(rèn)為,在正交子一代中,鱖♀×斑鱖♂雜交種0.3月齡、7月齡和11月齡的生長速度與鱖無顯著差異,雜交子一代遺傳了鱖的快速生長速度;而許淼洋[15]也研究發(fā)現(xiàn),反交雜交子一代初孵仔魚全長(4.12±0.12)mm介于雙親之間,出膜后0-43日齡,雜交子一代全長日平均增長率為1.10 mm,與鱖1.54 mm較為接近,雜交子一代的早期生長速度偏向于鱖。即正反雜交子代生長均表現(xiàn)偏向生長速度較快的親本。本研究中,在45日齡內(nèi),回交子代生長速度與雜交鱖接近,回交子代的快速生長性能偏向雜交鱖,這也可能與原始雜交親本鱖(非輪回親本)的生長性能在雜交后代中能穩(wěn)定遺傳有關(guān)[16]。
另外,就三種魚的攝食水平進(jìn)行比較,回交子代與雜交鱖的日均攝食量差異不大。回交子代和雜交鱖的餌料系數(shù)顯著小于斑鱖,餌料系數(shù)反映了魚類對餌料的利用率大小,餌料系數(shù)越小,餌料利用率越大。研究表明,初始體重在10 g左右的鱖、雜交鱖和斑鱖30 d的平均日攝食量分別為(6.1±0.31)、(5.26±0.33)、(4.24±0.23)g,日增重率分別為(1.171±0.180)、(1.019±0.104)和(0.433±0.078)g[17]。在相同的養(yǎng)殖條件下,不同鱖魚的生長速率次序與其攝食量大小次序相對應(yīng),推測鱖魚的生長快慢與其日均攝食水平間正相關(guān)。
雜交育種中,選擇合適親本與正確配組是育種工作的關(guān)鍵,而在回交育種中,輪回親本選擇對子代性狀有著重要影響[18]。本研究初步分析了鱖魚回交子代早期形態(tài)、生長與攝食量表現(xiàn),以及性狀遺傳特征,可為今后鱖魚雜交育種中親本選配與預(yù)期效果提供重要參考。