[发明专利]一种基于遗传背景的鱼类亲本选择系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于利用分子生物学DNA分子标记进行鱼类繁殖时亲本选择的数据分析技术领域，具体涉及到利用DNA分子标记进行聚类树计算、近交系数和亲缘系数计算、鱼类繁殖的亲本组合及组合评估，尤其指共显性分子标记(如微卫星分子标记(SSR或MS或SSLP或STR)、单核苷酸多态性(SNP))在鱼类繁殖时的数据分析。

背景技术

利用分子标记进行鱼类的遗传育种，大体可以分为三个阶段：第一采用分子标记进行遗传背景分析，根据遗传背景进行亲本选择和繁殖配组；第二，通过构建遗传连锁图谱和对经济性状进行数量性状定位(QTL)分析，获得决定数量性状的标记或基因，进行分子标记辅助选择(MAS)；第三，通过对全基因分析和转录分析，基于基因组或转录组在全基因组范围内进行分子设计育种(孙效文等，2010)。后两个阶段的应用中需要对研究的物种进行深入的遗传和分子生物学研究，对大部分物种(特别是鱼类)来说应用有限，而第一阶段所采用的技术手段相对简单，不需要深入的遗传学分析，只需一定数量的多态性分子标记即可进行育种应用。在第一阶段的鱼类遗传育种应用中，孙效文等设计了基于遗传背景的群体选育、家系选育和群体遗传结构优化技术，将微卫星分子标记(SSR)应用到鲤的分子育种中，成功获得鲤的新品系(ZL2007710144365.1)。基于遗传背景分析的应用中，还包括通过分子标记计算个体间的亲缘系数，通过亲缘系数进行繁殖亲本的选择(Ballou&Lacy，1996；Doyle et.al.,2001；Sekino，2004)和进行养殖群体的遗传管理(Ashie et.al.,2000；Javier et.al.,2006；Norris et.al.,2000；Pante et.al.,2001；Sanchez et.al.,2003；Yaisel et.al.,2001)，以及评估个体间亲缘系数和近交系数对性状的影响等(Amos et.al.,2001；Fessehaye et.al.,2009；Su et.al.,1996)。亲缘系数、近交系数等还可以应用在种群的遗传结构分析上(Balloux et.al.,2004；Ritland et.al.,2004；Sale et.al.,2004；Sweigart et.al.,1999)，因此利用分子标记进行遗传背景的分析具有广泛的应用。

发明内容

现有基于遗传背景的分析，主要包括亲缘系数、近交系数、遗传距离及遗传距离聚类树的计算等，采用这四个参数已在鱼类的遗传育种、养殖群体的遗传管理及种群的遗传结构分析上得到了应用，但尚未形成根据分子标记进行亲缘系数、近交系数的计算，及鱼类繁殖时的亲本选择、亲本组合、及组合评估的数据分析的自动处理工具，为解决此问题，本发明提出了基于遗传背景的鱼类亲本选择系统及方法。

本发明所述的基于遗传背景的鱼类亲本选择系统由以下部分组成：

数据转换装置，用于将分子标记凝胶电泳分析软件获得的结果转换成0/1矩阵格式；

格式转换装置，用于常用群体遗传学分析软件输入数据格式转换；

构建聚类树装置，用于利用分子标记数据采用phylip软件构建个体间聚类树；

遗传距离计算装置，用于利用分子标记数据采用phylip软件进行个体间的遗传距离计算；

近交系数计算装置，用于利用分子标记数据进行个体的近交系数计算；

亲缘系数计算装置，用于利用分子标记数据进行个体间的亲缘系数计算；

群体繁殖亲本选择装置，用于利用分子标记数据进行基于亲缘系数的群体繁殖亲本选择；

家系繁殖亲本选择装置，用于利用分子标记数据、个体的性别数据进行基于亲缘系数的家系繁殖亲本选择；

家系繁殖组合装置，用于利用分子标记数据、个体的性别数据、个体聚类树数据进行遗传距离聚类树结合亲缘系数评估的家系繁殖亲本组合；

群体繁殖组合装置，用于利用分子标记数据、个体的性别数据、个体聚类树数据进行遗传距离聚类树结合亲缘系数进行群体繁殖组合。

上述遗传距离计算装置由下述模块组成：

读取0/1矩阵数据格式基因型文件的模块；

调用格式转换装置将个体的基因数据转换为phylip软件所需输入的数据格式的模块，所述数据格式为个体的基因频率数据格式；

针对共显性标记数据，调用gendist程序计算个体间的遗传距离的模块；

针对显性标记数据，调用restdist程序计算个体间的遗传距离的模块；

所述近交系数计算装置由以下模块组成：