石斑鱼抗虹彩病毒性状QTL定位与候选基因挖掘

Orange-spotted grouper, Epinephelus coioides, is one of the most important seawater aquaculture species in China and Southeast Asian countries, for its good taste and nutrition value. In recent years, the grouper aquaculture industry had been threatened by frequent outbreak of viral disease. Singapore grouper iridovirus (SGIV) is one of the major pathogen. However, the research of disease resistance breeding program for SGIV is still in its infancy. Based on the previous studies, we will construct a high-density genetic linkage map through disease-resistance family construction, mapping sample selection, 2b-restriction site-associated DNA (2b-RAD) method and bioinformatics analysis. Then use the genetic map to determine genomic regions that are involved in resistance against the SGIV, and to determine the genomic regions residing within the identified QTL. The obtained disease resistance associated SNP markers and related candidate genes could provide insights into the genetic and immune mechanism of SGIV resistance. The research result in this study will plays an important role in disease selective breeding program of grouper, and promotes its aquaculture industry developing continually, rapidly and healthily.

石斑鱼（Epinphelus coioides）隶属于鲈形目鮨科石斑鱼亚科石斑鱼属，具有生长快、营养丰富、肉质鲜美等特点，是我国重要的海水经济鱼类之一。石斑鱼虹彩病毒是近年来暴发和流行最为严重的传染性病原之一，对养殖产业带来极大危害，然而针对该病毒的抗病遗传育种研究尚处于初始阶段。本研究拟在前期工作的基础上，针对石斑鱼虹彩病毒开展抗病品种选育工作，通过筛选抗病家系、选择作图群体、2b-RAD文库测序、生物信息学分析等方法构建石斑鱼高密度遗传连锁图谱，并利用图谱进行石斑鱼抗虹彩病毒相关的QTL定位研究，以及抗病候选基因的挖掘和连锁定位分析，获得抗病SNP标记，同时获得石斑鱼抗病毒相关联的重要候选基因，为揭示石斑鱼抗病力的分子遗传机制提供理论依据，也为石斑鱼抗病品种的选育工作提供技术手段。本项目研究结果将在石斑鱼抗病品种选育中发挥重要的作用，从而推动其养殖产业持续、快速和健康地发展。

石斑鱼虹彩病毒是近年来暴发和流行最为严重的传染性病原之一，对养殖产业带来极大危害，然而针对该病毒的抗病遗传育种研究尚处于初始阶段。本项目利用本实验已获得的SGIV抗病分子标记挑选出含有抗病分子标记的优良个体作为家系亲本，构建了抗病家系F1代，并对F1代幼苗进行抗病力分析，筛选得到SGIV抗感和易感幼苗群体。利用上述群体分别进行了简化基因组技术和转录组文库的构建。对获得的简化基因组进行分析，共获得924,699个SNP分子标记，经过样品标记合并以及基因型频率过滤得到866,526个SNP分子标记，通过对SNP位点进行性状关联的显著性分析，结果表明显著位点主要集中在染色体4号和14号的连锁群中。在转录组数据库中共检测到38,253个unigenes，其中有1385个unigenes在表达水平上有显著差异，KEGG分析表明差异基因显著富集在两个免疫相关信号通路中，即p53信号通路和PPAR信号通路，此外还发现了7,465个微卫星位点和221,569个SNP位点。针对挖掘出的抗感/易感相关联基因PPAR-α和PPAR-β进行了免疫功能分析，发现PPAR-a基因在石斑鱼脾脏细胞GS中过表达后会促进SGIV病毒的复制，并且对干扰素和炎症因子信号通路均起到下调作用，此外该基因对SGIV诱导的鲤鱼上皮细胞FHM凋亡会起到促进作用；而PPAR-b基因在石斑鱼脾脏细胞GS中过表达后则会抑制SGIV病毒的复制，沉默PPAR-b基因后则会促进SGIV病毒的复制, 其对干扰素信号通路起上调作用，而对炎症因子信号通路起下调作用。研究结果为石斑鱼抗病品种选育提供了技术支持，为石斑鱼对SGIV抗病机制的解析提供了理论基础。