在南美白对虾(Penaeus vannamei)养殖产业中,经济效率是贯穿全产业链的核心目标,体重(BW)作为最直观的经济指标与核心育种目标,长期主导选育方向。但随着消费升级与加工产业精细化发展,头胸部商业价值偏低的问题日益凸显,肉产量(MY,腹部肌肉重/体重) 已从辅助指标跃升为决定产品市场价值、加工得率与养殖综合效益的关键选择性状,成为优质种虾选育的“新赛道”。

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当前对虾育种实践中,肉产量遗传评估仍存在明显短板:多数研究沿用单性状动物模型,仅孤立评估MY表型与遗传潜力,忽视性状间协同遗传规律;主流评估方法高度依赖pBLUP(谱系最佳无偏预测),基因组数据与多性状模型的融合应用近乎空白,难以满足精准育种需求。针对这一行业痛点,发表于《Animals》(2025, 15(8), 1165)的最新研究,以多性状基因组预测为核心,系统对比单/多性状模型在南美白对虾肉产量评估中的效能,为高效育种提供科学依据。

一、试验设计与研究方法

本研究以同亲本63个家系、共899尾南美白对虾为试验材料,系统测定肉产量(MY)、净肉重(MW)、体重(BW)、体长(BL)、腹长(AL)五大核心表型性状;采用单性状基因组模型(STGM) 与多性状基因组模型(MTGM) 开展遗传评估,结合gBLUP(基因组最佳无偏预测)估算遗传参数与遗传相关。

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设置两种交叉验证策略模拟不同生产场景:CV1保留测试集辅助性状数据,CV2剔除测试集目标与辅助性状信息,全面对比模型预测准确性,还原真实育种选择场景。

二、核心研究结果与产业价值

(一)肉产量遗传力偏低,受生长阶段与养殖环境明显调控:

研究首次将gBLUP应用于南美白对虾肉产量遗传评估,明确MY遗传力为0.145–0.160,属于低遗传力性状,低于既往研究报道值(0.231)。差异根源在于试验群体为200日龄成虾,个体大、生长周期长,遗传变异表达被弱化;同时证实养殖阶段、环境条件会显著干扰遗传参数估计,提示育种中需固定环境效应、统一测定日龄,保障评估稳定性。

(二)性状间强遗传相关,为多性状选择奠定基础:

数据显示,肉产量与核心经济性状呈高度正向遗传相关:与净肉重(MW)相关系数0.783、与体重(BW)0.636、与体长(BL)0.605,与国内外同类研究结论一致。这一结果证明,通过MW、BW等易测性状间接选择MY完全可行,为多性状模型应用提供遗传学支撑。

(三)多性状模型预测精度大幅领先,MY-MW组合最优:

多性状基因组模型(MTGM)通过整合关联性状信息,预测准确性显著优于单性状模型(STGM):

1、MY-MW模型使肉产量预测精度提升58.8%;

2、MY-BW模型将MY预测精度从0.187提升至0.204;

3、MW-BW、MW-BL模型对净肉重预测精度分别提升138.2%、119.3%。

这一结果颠覆传统单性状选育逻辑,证明多性状联合评估可大幅提升低遗传力性状的选择效率。

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(四)验证策略决定评估效果,辅助性状是关键:

CV1(保留辅助性状)可使预测精度最高提升138.2%;CV2(剔除辅助性状)提升幅度≤8.6%。明确:辅助性状数据完整度直接决定基因组预测效果。生产中,留种群体选育推荐CV1策略,商品虾淘汰群体适用CV2策略,实现场景化精准评估。

三、研究结论与育种应用指南

本研究系统证实:南美白对虾肉产量遗传力偏低,受生长周期与环境影响显著;与净肉重、体重、体长存在强遗传相关;多性状基因组模型(MTGM)+ gBLUP 可显著提升预测准确性,其中MY-MW、MY-BW为最优组合。

对产业而言,这一成果推动南美白对虾育种从“唯体重论”转向“体重+肉产量”双核心选育模式,通过多性状基因组选择,在提升生长速度的同时同步提高出肉率,直接增加养殖端与加工端收益。建议育种场尽快建立多性状表型测定体系+基因组育种平台,将辅助性状纳入常规评估流程,以精准育种驱动产业高质量发展。