徐鹏教授团队发表大黄鱼针对刺激隐核虫的两轮连续基因组选择所揭示的遗传分化与选择特征成果

近期，厦门大学海水养殖生物育种全国重点实验室徐鹏教授团队在国际学术期刊Evolutionary Applications上发表研究成果，题目为“Genetic Differentiation and Selection Signatures Revealed by Two Successive Genomic Selection of Large Yellow Croaker Against Parasite Cryptocaryon irritans”，首次揭示了通过连续两轮“基因组选择”（Genomic Selection, GS）育种后，大黄鱼如何在基因层面上提升了对白点病的抗性。这项研究为GS在水产动物抗病育种中的应用提供了有力的理论支撑。

研究背景

大黄鱼（Larimichthys crocea）是我国重要的养殖鱼类之一。但在高密度养殖环境下，容易遭受由刺激隐核虫（Cryptocaryon irritans）引起的“白点病”侵害。这种寄生虫主要攻击鱼类的皮肤和鳃，在适宜水温下繁殖迅速，常常导致大面积死亡，给养殖业带来巨大损失。

目前并没有高效、经济的药物或疫苗解决方案，因此，从根源上提高鱼群自身的抗病能力成了更为理想的解决方式。

 “基因组选择”（Genomic Selection, GS）是一种现代育种技术，它通过全基因组信息预测个体的遗传潜力，帮助选出更“优秀”的下一代。该技术已经在奶牛、农作物等育种中取得成功，但在水产领域的应用和影响仍需进一步研究和证实。

研究亮点

研究团队以大黄鱼抗刺激隐核虫为选育目标性状，利用GS进行连续人工选育，产生了连续三个世代。经过GS选育的F2代和F3代在感染测试实验中表现出显著强的抗虫能力。

 此外，研究还通过计算每代的“基因组估计育种值”（GEBV）发现：随着世代增加，抗虫GEBV逐步提升，表明GS技术确实有效推动了抗性性状的改良。

研究利用主成分分析（PCA）、祖先成分分析和系统发育树等手段，深入分析了连续三个世代的遗传结构。

结果发现：

1、三个世代的群体遗传结构虽然有一定混合，但随着代数增加，遗传特征在朝着“抗病方向”持续偏移；

2、选育方向与最初设计目标一致；

3、群体结构的变化清晰地反映了GS带来的“进化压力”。

研究发现了5个受强烈选择压力的基因区域（PSRs），尤其是位于第1号染色体上的一个区域变化最为显著。

1、这个区域中，单倍型纯合区域的均发生了扩张，纯合性片段比例（roh）不断提升；该PSR的GWAS Pvalue值和遗传可解释遗传方差（EGV）均高于其周围基因组区域。

2、与白点病相关的HIF-1信号通路也再次被验证，通路中的关键基因crebbp呈现出显著的选择信号，且位于crebbp基因内部的一个SNP位点随着选育推进趋于固定。

本研究首次研究了短期GS对大黄鱼抗虫遗传选育施加的选择压力。

1、揭示了遗传结构可在数代之内发生显著定向漂移；

2、识别了可能参与抗虫机制的重要基因区域和候选基因。

这项研究不仅为疾病抗性遗传机制解析研究提供新线索和新思路，也将促进GS等现代育种技术在水产领域的深入应用。

研究团队及资助

厦门大学生态学科研流动站赵吉博士（博士后）为该论文第一作者，厦门大学海洋与地球学院王家迎博士（博士后）为该论文共同作者，厦门大学徐鹏教授为论文通讯作者。

文章链接

https://doi.org/10.1111/eva.70120