松江鱸不同種群間的分子標(biāo)記和遺傳多樣性分析.pdf

1、一個(gè)物種遺傳多樣性的高低與其對環(huán)境適應(yīng)能力、生存能力和進(jìn)化潛能緊密相聯(lián)。因此,了解已是瀕危物種的松江鱸群體遺傳多樣性,對其保護(hù)與管理策略的制定具有重要意義?，F(xiàn)有報(bào)道尚難以全面、客觀地反映中國現(xiàn)有松江鱸的遺傳多樣性現(xiàn)狀。本研究以松江鱸(Trachidermus fasciatus)鴨綠江(YL)、灤河(LR)、山東黃河入?？?YR)、富春江(FR)等4個(gè)群體為研究對象,利用RAPD-SCAR標(biāo)記、微衛(wèi)星DNA和細(xì)胞色素b基因序列,分別從核

2、基因和細(xì)胞質(zhì)基因角度分析松江鱸群體的遺傳多樣性、遺傳結(jié)構(gòu)和種群分化,研究結(jié)果將為松江鱸種質(zhì)資源的保護(hù)與利用、種群鑒別提供分子生物學(xué)上的基礎(chǔ)資料
　　主要研究結(jié)果如下:
　　1、松江鱸群體遺傳多樣性的RAPD分析和SCAR標(biāo)記的轉(zhuǎn)化
　　首先,從294條10個(gè)堿基隨機(jī)引物中,篩選出32條多態(tài)性引物,對富春江、黃河、灤河和鴨綠江等4個(gè)松江鱸群體共120尾個(gè)體進(jìn)行RAPD分析。結(jié)果表明,松江鱸群體的遺傳多樣性較豐富,其主要表

3、現(xiàn)在:①在擴(kuò)增得到的591個(gè)位點(diǎn)中,有515個(gè)(87.14％)位點(diǎn)呈現(xiàn)多態(tài)性,群體間多態(tài)位點(diǎn)比率(P)的大小順序?yàn)?富春江群體89.17%>黃河群體87.99%>鴨綠江群體86.63%>灤河群體83.25%。②松江鱸群體間的Shannon信息指數(shù)(I)和 Nei’s遺傳多樣性指數(shù)(H)分別在0.3393～0.3566和0.2157～0.2279間,灤河群體的值較其他3群體稍低;若作為一個(gè)整體,則總的Shannon信息指數(shù)(I)和 Nei

4、’s遺傳多樣性指數(shù)(H)分別為0.3710±0.2153和0.2336±0.1643。③雖然群體間基因流值(Nm)在5.76103～19.84497間,顯示各地理群體間存在程度不同的基因交流,但分子方差分析(AMOVA)結(jié)果卻表明,各群體間存在顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的遺傳分化。④聚類分析表明,鴨綠江群體首先與黃河群體聚為一支,再與富春江群體相聚,最后與單獨(dú)一支的灤河群體聚類,表明鴨綠江、黃河、富春江等3群體間的遺傳

5、距離與彼此間的地理距離遠(yuǎn)近密切相關(guān),而灤河群體與它們的遺傳距離較遠(yuǎn)。其次,從獲得的S1225525 bp、S1225605 bp、S1225841 bp、S1345695 bp、S1345825 bp等5個(gè)特異RAPD條帶中,成功地由 S1225605 bp、S1225841 bp條帶分別轉(zhuǎn)化出 SCAR01560 bp、SCAR02443 bp的SCAR標(biāo)記。這兩個(gè)標(biāo)記的出現(xiàn)頻率,在鴨綠江群體最高(96.67%和93.33%)、富春江

6、群體其次(83.33%和90%)、黃河群體再其次(56.67%和66.67%)、灤河群體最低(13.33%和20%)。因此,SCAR01560 bp、SCAR02443 bp可作為鑒別松江鱸灤河群體與其他3群體的分子標(biāo)記。
　　2、松江鱸微衛(wèi)星標(biāo)記的開發(fā)及群體遺傳變異分析
　　(1)應(yīng)用生物素-磁珠富集法,開發(fā)松江鱸的微衛(wèi)星分子標(biāo)記。共挑選222個(gè)克隆,經(jīng)菌液PCR檢測后得到158個(gè)為陽性克隆。經(jīng)測序后得到129條微衛(wèi)星序列

7、,其中完美型占45.74%(59),非完美型占45.74%(59),混合型占8.52%(11)。選取兩端側(cè)翼序列足夠長且重復(fù)次數(shù)大于7的微衛(wèi)星序列,用軟件 Primer Premier3.0設(shè)計(jì)引物,共60對。經(jīng)YR群體和YL群體各30尾樣本檢測后,發(fā)現(xiàn)其中的19對引物表現(xiàn)出多態(tài)性,表現(xiàn)在:等位基因數(shù)在10～20之間,觀測雜合度(Ho)和期望雜合度(He)分別為0.8000～1.000和0.8513～0.9497,多態(tài)信息含量(PIC)

8、在0.8230～0.9300(P>0.5)之間。表明這19個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記適合作為檢測松江鱸群體遺傳變異的分子標(biāo)記。
　　(2)利用19對微衛(wèi)星引物,對FR、YR、LR和YL等4個(gè)松江鱸群體的遺傳變異進(jìn)行分析。結(jié)果表明,所有位點(diǎn)均表現(xiàn)為高度多態(tài)性, PIC值在0.7179～0.9300之間(PIC>0.5),4個(gè)群體的平均等位基因數(shù)(Na)為13.9474～14.8421,平均有效等位基因數(shù)(Ne)為9.3877～9.9143,平均觀

9、測(Ho)和期望雜合度(He)分別為0.8668～0.9117和0.8966～0.9111,說明4個(gè)松江鱸群體的遺傳多樣性較豐富。雖然群體間存在一定的基因交流(Nm為9.36412～15.94901),但是分子方差分析(AMOVA)的結(jié)果卻顯示,4群體間存在極顯著的遺傳分化(P<0.01)。遺傳偏離指數(shù)(D)表明,4群體間普遍存在雜合子缺失和過剩的現(xiàn)象。UPGMA聚類分析表明,黃河群體首先和鴨綠江群體相聚,再與富春江群體聚為一支,最后和

10、單獨(dú)為一支的灤河群體相聚,表明LR群體與其它3個(gè)群體的遺傳距離較遠(yuǎn)。
　　3、基于線粒體Cytb基因序列的松江鱸群體遺傳多樣性分析
　　基于長度為1141bp的線粒體DNA細(xì)胞色素b(Cyt b)基因全序列,我們分析了4個(gè)松江鱸群體的遺傳多樣性。從120尾樣本中,共獲得53個(gè)單倍型。檢測到總變異位點(diǎn)58個(gè),其中單堿基變異位點(diǎn)39個(gè)、簡約信息位點(diǎn)19個(gè)。4個(gè)群體均呈現(xiàn)出高單倍型多樣性(0.786～0.947)和低核苷酸多樣性(

11、0.001283～0.003177)的現(xiàn)象。群體間遺傳距離為0.00120～0.00341,YR和LR群體間的遺傳距離最小(0.00120),而YL與其它3群體的遺傳距離較遠(yuǎn)(0.00275~0.00341)。聚類分析(NJ樹)表明,所有單倍型雖聚為兩支,但未按照地理區(qū)域形成明顯的單系群。分子方差分析(AMOVA)的結(jié)果卻表明,各群體間存在顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的遺傳分化,遺傳變異主要來自群體內(nèi)部(78.02%)。