长牡蛎作为全球性的经济贝类，具有很高的经济价值，同时也是我国养殖产量最高的双壳贝类。作为大众日常消费的常见海产品之一，其丰富的营养价值及独特的风味广受消费者青睐。然而，我国牡蛎高端产品匮乏，因此提升牡蛎的品质是当下亟待解决的产业问题。脂肪酸、糖原和氨基酸等主要营养物质含量与组成是决定牡蛎肥满度、口感和风味等产品质量的关键要素，因此对这些性状进行遗传解析，找到调控目标性状的关键基因或者单倍型，是提升牡蛎品质的关键所在。本研究一方面在两个群体中通过单标记和单倍型的全基因组关联分析鉴定与脂肪酸、糖原、锌、硒等含量相关的候选基因及单倍型，另一方面通过构建遗传连锁图谱并进行QTL定位，筛查相关QTL及候选基因。通过对目标性状的连锁和关联分析，挖掘关键基因及优秀单倍型，为品质性状的遗传解析及分子育种实践提供大量的基础资料。具体内容及结果如下：

1. 全基因组关联分析及交叉验证

1. 基于芯片的全基因组关联分析及其在重测序群体中的验证

从青岛胶南取121只1龄大小的自然群体，通过长牡蛎190K芯片进行基因分型，测定脂肪酸、糖原、锌、硒等25种性状表型，进行全基因组关联分析（GWAS）。同样地，实验室前期对427个半同胞家系亲本基于重测序进行了全基因组关联分析，得到了大量与不同性状显著相关的SNP及一些候选基因。我们将自然群体关联分析得到的1040个显著SNP与重测序群体的501个显著SNP进行比对，发现在自然群体中有9个显著SNP的基因组位置与重测序关联分析中显著SNP位于同一scaffold的邻近区域，这些标记覆盖C20:0，C20:2，C20:3ω6，C18:3ω3，EPA和DHA等6种性状，在这些区域进行候选基因挖掘，最终锁定4个关键基因（ANGPTL4，TEX2，PIGG，SRAC1）及2个与EPA和DHA显著相关的优秀单倍型（“Hap_D1_CTT”，“Hap_D2_CT”），且这4个基因的mRNA表达水平在极端表型下具有显著差异。

2. 基于重测序的全基因组关联分析及其在芯片群体中的验证

前期利用亲本重测序进行SNP分型，使用427个家系子代做表型鉴定，然后进行全基因组关联分析，一共在22种脂肪酸性状中，检测到9簇显著的SNP信号，通过成簇信号周围的候选基因功能注释，我们将目标锁定在3个scaffold上的候选区域。通过对候选区域进行连锁不平衡分析找到关键候选基因，然后在重测序群体中对候选基因编码区上的SNP进行单标记关联分析并做单倍型的关联分析，鉴定出显著单倍型；将上述编码区显著的SNP在自然群体进行验证，同样进行单标记关联分析及单倍型关联分析，最终在两个群体均显著相关的单倍型作为优秀单倍型保留；其次将关键候选基因在自然群体中做极端表型值下的mRNA表达分析，筛选候选基因。最终，我们一共鉴定得到3个参与脂肪酸代谢及调控的关键基因（TRPV4，NFYA，CYP7A1），和3个位于候选基因NFYA和CYP7A1编码区上的优秀单倍型（“Hap_A2, A3”，“Hap_C1”），4个分别位于TRPV4和CYP7A1外基因间区的优秀单倍型（“Hap_B2, B3, B4”，“Hap_C2”），且这3个候选基因的mRNA表达水平在极端表型值下具有显著差异。

2. 遗传图谱构建与营养品质性状QTL（Quantitative trait locus）定位

分别以昌黎和青岛长牡蛎个体为母本和父本，构建全同胞家系，并从中随机选取 120个体，通过长牡蛎190K芯片分型并构建遗传图谱。7861个SNP标记均匀分布于整合图谱的10 条连锁群，图谱总长2331.83 cM，标记平均间距 0.31cM，是目前牡蛎中上图标记较多、密度较大图谱。同时，图谱与基因组共线性很高，图谱覆盖约75%的基因组大小。此外，QTL定位结果显示，其中25个性状共检测到100个QTL，区间内鉴定得到11个已报道参与脂肪酸代谢及调控的关键候选基因，以及2个可能与糖原和微量元素Zn相关的候选基因。另外，我们将QTL定位结果与自然群体GWAS结果进行共定位分析，得到4个共定位QTL区间，鉴定出5个与C20:0，C20:2，C20:3ω6，EPA相关的候选基因（OSBPL11，MC5R，KLF3，ADAMT5，INSIG2）。这些候选基因均可作为营养性状分子育种及功能研究的重要目标。

3. 全基因组单倍型关联分析

基于自然群体，我们在进行单分子标记全基因组关联分析的基础上，进一步进行基于单倍型的全基因组关联分析。由于上述单分子标记GWAS分析并未得到显著的成簇SNP，我们通过190K芯片分型数据构建全基因组单倍型块，并进一步进行单倍型关联分析，最终得到2916个单倍型块，其中25个单倍型与目标性状显著相关。更重要的是，其中5个单倍型中包含单标记全基因组关联分析中得到的显著SNP，这些单倍型将作为优秀单倍型进行进一步验证应用。

总的来说，关联分析和连锁分析的结合在一定程度上可以优势互补，通过重测序和芯片分型的两个种群的相互验证提高了结果的可靠性。这些重要的SNP、优秀单倍型和关键基因将成为未来营养品质性状功能研究和分子育种的重要目标。