《Aquaculture》：Genome-wide association study of resistance to infectious spleen and kidney necrosis virus in mandarin fish (
Siniperca chuatsi)
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本研究通过全基因组关联分析鉴定出两个与鮸鱼ISKNV抗性显著相关的SNP，分别解释3.36%和3.29%的表型方差，并揭示神经信号、代谢及MAPK信号通路相关基因，为后续基因组选择奠定基础。
苏玉琴|曲世宇|刘洋|滕金蒙|曾俊彦|刘双|李水生|陈松林
中山大学水生经济动物实验室及广东省重要经济鱼类健康养殖工程技术研究中心，中国广州510275
摘要
草鱼（Siniperca chuatsi）是中国最具经济价值的水生物种之一，但其养殖业正受到传染性脾肾坏死病毒（ISKNV）的严重威胁。通过遗传改良提高抗病性至关重要，但该物种对ISKNV的抗性遗传基础仍不明确。本研究通过对511条易感个体和223条抗性个体进行全基因组关联分析（GWAS）及重测序，以解析这一性状的遗传结构。ISKNV抗性的估计遗传率为0.187 ± 0.060。在1,392,678个高质量单核苷酸多态性（SNP）中，发现了两个显著SNP（17_3,872,606和17_3,873,247），分别解释了3.36%和3.29%的表型变异。功能富集分析表明，相关候选基因参与神经信号传导、代谢过程和MAPK信号通路，揭示了草鱼ISKNV抗性的分子机制。这些发现不仅阐明了草鱼ISKNV抗性的遗传基础，也为水产养殖中的基因组选择奠定了基础。
引言
草鱼（Siniperca chuatsi）属于鲈形目和鳜科（Nelson等人，2016年）。它是中国最重要的淡水养殖物种之一，因其肉质鲜嫩且无肌间骨而受到重视（Yang等人，2022年）。然而，养殖业的集约化、放养密度的增加以及环境恶化为疾病爆发创造了条件（Guo等人，2023年）。在威胁草鱼养殖的病原体中，传染性脾肾坏死病毒（ISKNV）的毒性最强（He等人，2001年）。作为虹彩病毒科（Iridoviridae）中Megalocytivirus属的代表病毒，ISKNV可感染所有生长阶段的草鱼，导致脾脏和肾脏严重坏死、游泳行为异常以及高死亡率（Wu等人，1997年；He等人，1998年）。ISKNV爆发可能导致超过90%的死亡率，造成巨大的年度经济损失，并阻碍草鱼养殖业的可持续发展（Wang等人，2023a）。
目前控制鱼类疾病的策略主要依赖抗生素和化学物质，但长期过度使用会培育出耐药性病原体，并对生态和人类健康构成风险（Rust等人，2020年）。疫苗更为环保，但由于生产成本高且适应不同鱼株的能力有限，难以在商业养殖中广泛使用（Wang等人，2020年）。因此，通过遗传改良提高抗病性成为一种可持续的长期解决方案（Das和Sahoo，2014年）。鱼类的抗病性通常具有中等遗传率，表明遗传因素的贡献，支持选择性育种的潜力（Faggion等人，2021年）。
全基因组关联分析（GWAS）已成为解析复杂性状遗传结构的强大工具（Tam等人，2019年）。通过识别与目标性状相关的基因组内单核苷酸多态性（SNP），GWAS不仅揭示了关键遗传变异，还为标记辅助选择（MAS）和基因组选择（GS）奠定了基础（Xin等人，2021年）。例如，GWAS已成功鉴定出欧洲海鲈（Dicentrarchus labrax）病毒性神经坏死（NNV）抗性和大西洋鲑鱼（Salmo salar）传染性胰腺坏死（IPN）抗性的主要数量性状位点（QTL）（Vela-Avitúa等人，2022年；Rodríguez等人，2019年），这些QTL解释了显著的表型变异，促进了有效选择性育种。对于草鱼而言，其基因组序列的完成为全基因组研究提供了必要基础（He等人，2020年），但尚未进行系统性的GWAS来探索ISKNV抗性的遗传决定因素。这一研究空白不仅限制了我们对草鱼抗病毒免疫的理解，也延缓了ISKNV抗性的遗传改良。
因此，我们对734条草鱼进行了GWAS，以研究ISKNV抗性的遗传变异。这些结果加深了我们对草鱼ISKNV抗性遗传基础的理解，并有助于该物种的MAS开发。
伦理声明
本研究已获得中山大学动物实验委员会批准（批准编号：SYSU-LS-IACUC-2024-0048）。
ISKNV挑战与样本收集
本研究使用的草鱼来自广东良仕水产种业有限公司（佛山，中国）的商业养殖群体。该群体由来自三个不同地理区域（广东、安徽和湖南）的鱼苗建立，以确保广泛的遗传多样性。在我们的研究之前，
ISKNV挑战后的死亡率
在PBS注射组中，有30条鱼未出现症状并存活了整个30天的观察期，这证实注射过程没有引起非特异性死亡。共有1442条草鱼接受了ISKNV的腹腔注射。在感染组中，患病鱼表现出典型的ISKNV感染临床症状，包括多器官病变：脾肿大、肝脏出血和肠道渗出（图1）。死亡现象首次出现在第4天
鱼类抗病性的遗传率
GWAS已被广泛用于揭示水产养殖物种的生长性状的遗传结构，这些性状通常具有较高的遗传率（Dupont-Nivet等人，2008年；Wang等人，2023b年）。然而，抗病性研究相对较少，主要是由于两个挑战：其遗传率通常较低（Zhang等人，2022年）以及直接测量抗性表型的难度，这些抗性表型通常通过实验性病原体挑战后的存活结果推断得出（?deg?rd等人）
结论
总之，我们的研究估计草鱼（Siniperca chuatsi）的ISKNV抗性遗传率为0.187 ± 0.060，并确定了两个相关SNP，分别解释了3.36%和3.29%的表型变异。此外，我们还确定了几个与免疫相关的候选基因（如eno2、styk1a、chd4a）。这些发现表明，ISKNV抗性是由多基因结构决定的，多个小效应位点共同驱动表型变异。这一框架强调了
CRediT作者贡献声明
苏玉琴：写作 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、资源整理、方法论设计、实验设计、数据管理、概念构思。
曲世宇：方法论设计、数据管理。
刘洋：方法论设计、数据管理。
滕金蒙：实验设计。
曾俊彦：实验设计。
刘双：实验设计。
李水生：监督、方法论指导。
陈松林：写作 – 审稿与编辑、监督、资金申请。
资金来源
本研究得到了山东省重点研发项目（2022CXPT002）、中央公共利益科学机构基础研究基金（CAFSP）（2023TD20）、山东省泰山学者攀登计划、贵州省科技规划项目（项目编号2023-085）以及广州市科技规划项目（项目编号2025D04J0094）的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢中山大学生命科学学院的董传福博士提供了ISKNV悬浮液。
