论文:鳜回交子代早期形态、生长与摄食特征
鳜回交子代早期形态、生长与摄食特征
魏 磊,赵金良,刘 伟,钱叶周,吴 超,钱 德
(1.上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室,水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心,水产科学国家级实验教学示范中心,上海 201306;2.池州市秋浦特种水产开发有限公司,安徽池州 247104)
回交是杂交方式之一,是通过杂交子代与轮回亲本间再次杂交,从而使得轮回亲本一些优良性状在杂交后代中得到稳定遗传,同时,非轮回亲本的一些优良性状也得以保留[1]。回交在鱼类杂交中较为广泛,如云斑尖塘鳢(Oxyeleotrismarmoratus)♂与线纹尖塘鳢(O.lineolatus)♀的杂交子代与云斑尖塘鳢(♂)回交,回交子代的斑纹偏向于云斑尖塘鳢,同时保留了线纹尖塘鳢生长快、耐粗饲等特性[2];“易捕鲤”(GS-01-002-2014)即是以[(大头鲤Cyprinuspellegrini♀×散鳞镜鲤C.carpioL.mirror♂)♀×(黑龙江鲤C.carpiohaematopterus♀×散鳞镜鲤♂)♂]后代 ♀与大头鲤♂回交获得的子一代群体为基础群体,再经选育获得的,该回交种栖息于水体中上层,起捕率高[3]。回交子代有时也会表现出超过轮回亲本的性能优势,如用斑点叉尾鮰(Ictaluruspunctatus)♀与长鳍叉尾鮰(I.furcatus)♂杂交F1,与长鳍叉尾鮰♀回交,回交子代的体重生长性状明显超过长鳍叉尾鮰[4]。
鳜是我国传统的名贵淡水经济鱼类,主要养殖种类有鳜(Sinipercachuatsi)和斑鳜(S.scherzeri),两者均为肉食性鱼类,但不同种类的外形、生长、饵料系数等都不相同。目前,已采用斑鳜♀×鳜♂杂交方式获得了杂交新品种—“秋浦杂交斑鳜(GS 02-005-2014)”,平均体重比斑鳜提高160%以上,饵料系数降低[5]。而采用斑鳜♂×鳜♀获得的“长珠杂交鳜(GS 02-003-2016)”,7月龄时平均体重是斑鳜的3.2倍[6]。鉴于杂交在鳜鱼育种上取得了明显成效,在杂交鳜(斑鳜♀×鳜♂)基础上,采用回交方式获得了斑鳜♀×杂交鳜♂回交子代,通过比较其与斑鳜、杂交鳜在早期发育阶段的外形(体斑和体型)、生长和摄食特性,评价轮回亲本与非轮回亲本各自性状的遗传特征,为鳜杂交育种深入研究提供基础资料。
1 材料与方法
1.1 材料
实验在安徽省池州市秋浦特种水产开发有限公司进行。“秋浦杂交斑鳜”(以下简称“杂交鳜”)是由斑鳜♀×鳜♂杂交而得,回交子代由斑鳜♀×杂交鳜♂回交而得。2018年4月16日,同时开展斑鳜、杂交鳜和回交子代繁育。其中,杂交鳜受精卵采用人工授精方式获得;斑鳜和回交子代受精卵均采用自然受精方式获得,受精卵放入孵化环道内流水孵化;孵化水温为15~20 ℃。出膜第5天,仔鱼开口,开口饵料鱼为刚出膜的鲢、鳙鱼苗。开口一周后,再将仔鱼从孵化环道转入水泥池(7 m×8 m×1 m)内进行培育,饵料鱼为鲢、鳙和鲫鱼苗。每天早、晚各投喂1次。
1.2 方法
1.2.1 早期体斑和体型
鳜出膜后,回交子代、杂交鳜和斑鳜鱼苗每日采样1次,每次10尾,用解剖镜观察色素分布、体斑形成,同时拍照记录。观察时间为初孵仔鱼至斑纹稳定期(40-45日龄,不同种鱼时期略有差异)。45日龄,测定三种鱼苗头部隆角(头后背前与鱼体长轴间夹角)、体高/体长指标。
1.2.2 生长测量
在鱼苗孵化出膜至孵化后45日龄,每日采样1次,每次10尾,用游标卡尺测量鱼苗全长。计算日均增长率:AGL=(Lt-L0)/D
式中:AGL为全长日均增长率(mm/d);Lt为测量的末全长;L0为测量的初全长;D为实验的间隔天数。
1.2.3 摄食量测定
出膜后20日龄,三种鱼苗各取30尾,于20 cm×30 cm×20 cm的水族箱中进行饲养,装有循环水装置,定期更换新水,实验周期为20 d。每天分别在8时和16时投喂鲢、鳙饵料鱼苗。当天上午第一次投喂前,称量投喂饵料鱼质量,记为m1;下午第二次投喂饵料鱼质量,记为m2;第二天上午投喂前,测定剩余饵料鱼质量,记为m3。每隔5天,各随机抽测10尾试验鱼苗的质量,并进行三次重复,计算出日均增重率和饵料系数。
AGW=(Wt-W0)/D×N
DF=(m1+m2-m3)/N×D
FC=3(m1+m2-m3)/(Wt-W0)
式中:AGW为日均增重率(g/d);Wt为称量的末体质量;W0为称量的初体质量;D为实验间隔天数;N为取样鱼的数目;DF为平均日摄食量(g/d);m1、m2、m3分别为饵料鱼的质量;FC(Feed Coefficient)为饵料系数。
1.2.4 数据处理分析
实验数据用SPSS19.0软件统计分析,P<0.05表示差异显著。数据作图均采用GraphPad Prism5.0软件。图片使用Adobe Photoshop CC 2018处理。
2 结果与分析
2.1 色素和斑纹比较
如图1所示,三种鱼初孵仔鱼黑色素主要分布在卵黄囊上,回交子代和斑鳜背部前段也有少量分布。出膜第2、3天,臀鳍基部位置均出现黑色素。出膜第4天,头部出现黑色素,回交子代和斑鳜背部前段黑色素分布增多,杂交鳜背部前段开始出现黑色素,且躯干后段中间位置也出现黑色素。出膜第5天,回交子代和斑鳜躯干后段中间位置未见黑色素出现。黄色素主要分布于头部和卵黄囊,三种鱼的黄色素分布差异不明显。
图1 回交子代、斑鳜和杂交鳜1-5日龄色素变化Fig.1 Pigment changes of S.scherzeri,backcrossing progeny and hybrid at day1-5
三种鱼早期的斑纹形成如图2所示。11-13日龄,三种鱼黑色素分布位置差异不大,未见明显斑纹;16-18日龄,黑色素除在躯体前半段大量分布外,背鳍硬棘、软棘基部,臀鳍基部也有分布,躯干后端中间位置分布明显;23-24日龄,斑纹初步形成,三种鱼背部出现5个黑色鞍状带,回交子代和斑鳜躯干后段中间位置出现黑色横带,杂交鳜沿背鳍硬棘基部向下出现纵带;43-45日龄,回交子代和斑鳜体侧斑块排列紧密,横向规则排布,而杂交鳜斑块较稀疏,排列不规则。
2.2 头部隆角、体高/体长比较
如表1所示,45日龄,回交子代、斑鳜和杂交鳜头部隆角分别为25.48°±0.85°、24.52°±0.65°、29.44°±1.34°,回交子代、斑鳜与杂交鳜差异显著。三种鱼体高/体长值分别为0.26±0.03、0.25±0.09、0.32±0.05,回交子代、斑鳜与杂交鳜差异显著。
2.3 全长比较
回交子代、斑鳜和杂交鳜初孵仔鱼全长分别为(4.24±0.21)、(4.17±0.24)、(4.27±0.32)mm,45日龄全长分别为(78.52±1.55)、(55.51±0.71)、(83.81±1.22)mm。回交子代、斑鳜和杂交鳜的日均增长率分别为1.65、1.14、1.78 mm,回交子代、杂交鳜与斑鳜间差异显著(见表2)。
图2 回交子代、斑鳜和杂交鳜体斑形成Fig.2 Body spots formation of S.scherzeri,backcrossing progeny and hybrid
表1 45日龄三种鱼的头部隆角、体高/体长值Tab.1 Head ridge angle,body height/body length value of three kinds of fish at 45 days age
注:同行数字后不同字母代表差异性显著,下同。
表2 三种鱼的初孵全长、45日龄全长和日均增长率比较Tab.2 Comparison of the initial hatching length,45 days age full length and average daily growth rate of the three kinds of fish
2.4 摄食水平比较
如表3所示,回交子代、斑鳜和杂交鳜的日均摄食量分别为(0.217±0.02)、(0.153±0.01)、(0.220±0.04)g,日均增重率分别为(0.067±0.02)、(0.031±0.03)、(0.073±0.06)g,回交子代、斑鳜与杂交鳜的饵料系数分别为2.99±0.16、4.40±0.22、2.76±0.13。回交子代和杂交鳜的日均摄食量大于斑鳜的,回交子代和杂交鳜的饵料系数显著低于斑鳜的。
表3 三种鱼的日均摄食量、日均增重率和饵料系数比较Tab.3 Comparison of daily food intake,average daily weight rate and feed coefficiontof the three kinds of fish
3 讨论
3.1 鳜回交子代体斑和体型
本研究中,出膜1-5日龄,回交子代的黑色素分布与斑鳜类似,与杂交鳜差异明显;如图2所示鱼体发育的前两个阶段中,三种鱼差异不明显,而后两个阶段差异较明显。总之,回交子代早期色素分布和体斑特征与斑鳜相似。回交子代的体斑特征与母本斑鳜相似,这可能是因为斑鳜作为轮回亲本时,回交子代的遗传物质组成比例更多来自于斑鳜的缘故[7],也可能是控制体斑特征的功能基因来源于母本。
在鱼类杂交中,杂交子一代的性状通常处于两亲本的中间状态[8]。在鳜鱼杂交子一代中,宓国强等[9]研究发现正交杂交鳜(鳜♀×斑鳜♂)与鳜相似,背部向下出现垂直躯干的条带,而单建杰[10]研究认为反交杂交鳜(斑鳜♀×鳜♂)体侧无垂直条带,与斑鳜相似,正反杂交子代体侧斑纹呈不规则分布,体高/体长值分别为:鳜0.36±0.04、斑鳜0.26±0.02、正交子代0.29±0.02、反交子代0.30±0.02,杂交子代体型介于鳜与斑鳜之间,正反交子代间差异不大。本研究中,回交子代头部隆角和体高/体长值分别为25.48°±0.85°、0.26±0.03,与斑鳜无明显差异,回交子代较稳定遗传了轮回亲本斑鳜的体型特征。
本研究中,斑鳜既作为轮回亲本,又作为杂交母本,回交子代表型上偏向斑鳜,除了斑鳜遗传物质组成比例较高外,一定程度上也受母系效应影响[11]。
3.2 鳜回交子代早期生长与摄食
在鱼类回交育种中,回交子代的生长性能有时会接近杂交子一代或子二代,如建鲤[元江鲤♀×荷元鲤(荷包红鲤♀×元江鲤♂)♂回交子代]与元江鲤生长速度接近,且成活率、起捕率高[12];萨尼F1(萨罗♀×尼罗♂)♀×尼罗♂回交子代的生长速度与尼罗接近[13]。在本研究中,45日龄,回交子代生长速度略低于杂交鳜,两者差异不明显。孙际佳等[14]研究认为,在正交子一代中,鳜♀×斑鳜♂杂交种0.3月龄、7月龄和11月龄的生长速度与鳜无显著差异,杂交子一代遗传了鳜的快速生长速度;而许淼洋[15]也研究发现,反交杂交子一代初孵仔鱼全长(4.12±0.12)mm介于双亲之间,出膜后0-43日龄,杂交子一代全长日平均增长率为1.10 mm,与鳜1.54 mm较为接近,杂交子一代的早期生长速度偏向于鳜。即正反杂交子代生长均表现偏向生长速度较快的亲本。本研究中,在45日龄内,回交子代生长速度与杂交鳜接近,回交子代的快速生长性能偏向杂交鳜,这也可能与原始杂交亲本鳜(非轮回亲本)的生长性能在杂交后代中能稳定遗传有关[16]。
另外,就三种鱼的摄食水平进行比较,回交子代与杂交鳜的日均摄食量差异不大。回交子代和杂交鳜的饵料系数显著小于斑鳜,饵料系数反映了鱼类对饵料的利用率大小,饵料系数越小,饵料利用率越大。研究表明,初始体重在10 g左右的鳜、杂交鳜和斑鳜30 d的平均日摄食量分别为(6.1±0.31)、(5.26±0.33)、(4.24±0.23)g,日增重率分别为(1.171±0.180)、(1.019±0.104)和(0.433±0.078)g[17]。在相同的养殖条件下,不同鳜鱼的生长速率次序与其摄食量大小次序相对应,推测鳜鱼的生长快慢与其日均摄食水平间正相关。
杂交育种中,选择合适亲本与正确配组是育种工作的关键,而在回交育种中,轮回亲本选择对子代性状有着重要影响[18]。本研究初步分析了鳜鱼回交子代早期形态、生长与摄食量表现,以及性状遗传特征,可为今后鳜鱼杂交育种中亲本选配与预期效果提供重要参考。
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