合浦珠母贝微卫星DNA标记分离与遗传多样性研究

合浦珠母贝微卫星DNA标记分离与遗传多样性研究

论文摘要

合浦珠母贝广泛分布于中国、日本、印度、澳大利亚等国的热带和亚热带海区,是生产海水珍珠的主要贝类,具有极高的经济价值。本研究利用FIASCO法构建了合浦珠母贝的基因组微卫星富集文库,并设计引物进行PCR筛选,获得9个多态位点。利用这9个多态位点,对中国的野生和养殖合浦珠母贝群体以及中国、日本、澳大利亚的合浦珠母贝群体的遗传多样性和遗传分化进行了分析,目的是为合浦珠母贝的种质资源保护和遗传选育提供基础资料。1.用FIASCO法构建的合浦珠母贝基因组微卫星富集文库中共有近2000个单菌落,随机挑选1289个克隆用探针引物(CA)15和载体引物进行第2次筛选,获得阳性候选克隆357个。测序结果表明,297个克隆(83.2%)含有明显的微卫星重复单元,通过序列比对分析,最终获得了280个具有特异微卫星序列的阳性克隆,共含有479个微卫星结构域。获得的微卫星序列长度范围是119-787bp,平均为408bp。其中两碱基(CA/GT)n重复单元出现的次数最多,占所有分离的微卫星数目的76%,此外还发现(AG)n、(AT)n、(GC)n、(CAA)n、(AAG)n、(ATT)n、(CCT)n、(ATTT)n、(GTTT)n、(CAGA)n、(GAGT)n、(CCGT)n、(GGGT)n、(CAAAA)n等多种重复类型,共占分离微卫星数目的24.0%,平均每种占1.7%。在获得的479个微卫星位点中,完美型微卫星370个,占77.3%;非完美型95个,占19.8%;复合型14个,占2.9%。用引物设计软件Primer premier 3.0设计引物219对,合成49对,筛选出31对有效扩增的引物,种群扩增获得9个多态位点,多态位点比例为29.03%。2.对我国北海野生与养殖群体、大亚湾野生与养殖群体、三亚野生与养殖群体进行PCR扩增后发现:6个群体在9个多态位点共检测出44个等位基因,每个位点的等位基因数从2-9个不等。平均期望杂合度和平均观察杂合度分别介于0.590-0.649和0.393-0.516之间。平均多态信息含量P/C值在0.530-0.586之间。平均杂合子偏离度D值均为负,表明6个群体存在一定的杂合子缺失现象。Hardy-Weinberg平衡的卡方检测发现,在所检测的54个数据中(6个种群×9个位点),有40个偏离遗传平衡状态。两两群体之间的遗传分化指数介于0.002-0.012之间,并且大部分差异显著。AMOVA分析表明,94.59%的遗传变异存在于群体内,群体间的遗传变异仅为总变异的5.41%。研究结果表明,6个群体的遗传多样性水平都比较高,适合进行遗传选育。3.中国、日本、澳大利亚合浦珠母贝群体遗传多样性的微卫星分析表明:北海群体、大亚湾群体、三亚群体、澳大利亚群体和日本群体的平均等位基因数分别是4.889、4.889、4.889、4.000和4.111;平均期望杂合度分别是0.592、0.605、0.649、0.575、0.564;平均观察杂合度分别是0.400、0.516、0.485、0.390、0.433。Shannon多样性指数分别是1.131、1.177、1.251、1.028、1.025;平均多态信息含量PIC值分别是0.530、0.545、0.586、0.498、0.483,表明日本和澳大利亚群体的遗传多样性低于中国群体。Hardy-Weinberg平衡的卡方检测发现,大多数位点偏离平衡状态(34个)。两两群体之间的FST值在0.010-0.075之间。除北海与大亚湾群体之间、北海与三亚群体之间差异不显著外,其余两两之间差异极显著。AMOVA分析表明,96.22%的遗传变异存在于群体内,群体问的遗传变异仅为总遗传变异的3.78%,但群体间遗传分化显著(FSC=0.038,P<0.001)。将5个群体分成中国、日本、澳大利亚3组后发现,组问的遗传变异仅为总变异的3.04%,但组间差异并不显著(FCT=0.030,P=0.104)。两两群体间的遗传距离为0.062-0.269。UPGMA系统树显示,北海群体单独为一支,其他4个群体为一支。结果表明,5个群体之间的遗传分化水平较低,其遗传隔离与群体之间的地理间隔无关。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 缩略词表
  • 第1章 文献综述
  • 1 合浦珠母贝简介及其研究现状
  • 1.1 合浦珠母贝简介
  • 1.2 合浦珠母贝研究现状
  • 1.2.1 国内研究现状
  • 1.2.2 国外研究现状
  • 2 微卫星分子标记的分离方法
  • 2.1 小片段 DNA克隆法
  • 2.2 富集文库法
  • 2.2.1 引物延伸富集法
  • 2.2.2 杂交选择富集法
  • 2.2.3 FIASCO法(Fast Isolation by AFLP of Sequences Containing Repeats)
  • 2.3 基于RAPD-PCR的微卫星分离技术(PIMA,PCR isolation of microsatellite approach)
  • 2.4 ISSR片段扩增法
  • 3 遗传多样性及其检测方法
  • 3.1 遗传多样性的定义
  • 3.2 遗传多样性的检测方法
  • 3.2.1 形态学水平
  • 3.2.2 细胞学(染色体)水平
  • 3.2.3 蛋白质(等位酶)水平
  • 3.2.4 DNA水平
  • 4 微卫星分子标记技术
  • 4.1 微卫星及其产生机理
  • 4.2 微卫星DNA作为分子遗传标记的优点与缺陷
  • 4.2.1 优点
  • 4.2.2 缺陷
  • 4.3 微卫星分子标记技术在贝类遗传育种中的应用
  • 4.3.1 种群遗传结构分析
  • 4.3.2 种群的遗传多样性检测
  • 4.3.3 亲缘关系鉴定
  • 4.3.4 遗传图谱构建
  • 5 研究目的与意义
  • 第2章 合浦珠母贝微卫星标记的分离
  • 1 材料与方法
  • 1.1 材料来源
  • 1.2 实验仪器与试剂
  • 1.2.1 实验仪器
  • 1.2.2 实验试剂
  • 1.3 实验方法
  • 1.3.1 基因组DNA提取
  • 1.3.2 基因组DNA酶切
  • 1.3.3 酶切片段与接头连接
  • 1.3.4 连接混合液的预扩增
  • 1.3.5 预扩增产物和探针的杂交、磁珠洗脱
  • 1.3.6 洗脱片段的扩增
  • 1.3.7 富集片段的连接和转化
  • 1.3.8 富集文库的第2次筛选与测序
  • 1.3.9 序列特征分析与引物设计
  • 1.3.10 微卫星多态引物的筛选
  • 2 结果与分析
  • 2.1 合浦珠母贝基因组微卫星文库的构建
  • 2.1.1 基因组DNA的提取
  • 2.1.2 基因组酶切
  • 2.1.3 亲和捕捉
  • 2.1.4 抽样鉴定
  • 2.2 序列特征分析
  • 2.3 引物设计与多态位点的筛选
  • 3 讨论
  • 第3章 野生和养殖群体的遗传多样性分析
  • 1 材料与方法
  • 1.1 材料来源
  • 1.2 实验仪器与试剂
  • 1.2.1 实验仪器
  • 1.2.2 实验试剂
  • 1.3 实验方法
  • 1.3.1 基因组DNA提取
  • 1.3.2 6个群体PCR扩增与变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
  • 1.3.3 数据统计与分析
  • 2 结果与分析
  • 2.1 群体内的遗传多样性
  • 2.2 群体内和群体间的遗传变异
  • 2.3 群体间的遗传分化和遗传距离
  • 3 讨论
  • 3.1 群体内的遗传多样性
  • 3.2 遗传变异和遗传分化
  • 第4章 合浦珠母贝不同地理群体的遗传多样性
  • 1 材料与方法
  • 1.1 材料来源
  • 1.2 实验仪器与试剂
  • 1.2.1 实验仪器
  • 1.2.2 实验试剂
  • 1.3 实验方法
  • 1.3.1 基因组DNA提取
  • 1.3.2 PCR扩增
  • 1.3.3 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
  • 1.3.4 数据统计与分析
  • 2 结果与分析
  • 2.1 遗传多样性与遗传分化
  • 2.2 群体内和群体间的遗传变异
  • 2.3 遗传距离与聚类分析
  • 3 讨论
  • 第5章 小结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录一 219对微卫星引物
  • 附录二 硕士期间发表的文章和参加的会议
  • 相关论文文献

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