中间球海胆与光棘球海胆的杂交及分子遗传学研究

论文摘要

本文以中间球海胆（Strongylocentrotus intermedius）、光棘球海胆（S. nudus）及其杂交的F1代为材料,通过分子标记、构建遗传连锁图谱及基因表达差异等分子遗传学技术对两种海胆杂交产生的包括杂交优势在内的遗传变异进行了相关的研究,为海胆杂交育种提供了遗传学依据。主要内容包括:1杂交海胆的分子鉴定及生物学性状特征。1.1从24对SSR引物中筛选出一对,能对父母本和杂交种的基因组DNA进行有效扩增,并且扩增条带清晰稳定。利用杂交海胆中同时拥有父母本的互补带型,对杂交海胆进行了分子鉴定。1.2杂交海胆的外部形态特征介于双亲之间,正反交的F1代壳色、棘色等形态特征接近,都有两种表型（一种壳为紫褐色,棘发白、尖部略紫;另一种壳和棘均为紫色）,并且两种表型所占比例不同,壳径在1cm左右时正交F1代（中间球海胆♀×光棘球海胆♂）中为74.0%和26.0%,反交F1代（光棘球海胆♀×中间球海胆♂）中各占68.1%和31.9%;壳径3cm左右时正交F1代为77.2%和22.8%,反交F1代各占70.5%和29.5%。正交F1代的生殖腺重、壳径、体重等平均值都比母本具有不同程度的优势,有的时间达到显著水平。有近10%的杂种生殖腺颜色不如母本鲜艳。2杂交海胆（中间球海胆♀×光棘球海胆♂）群体多样性的AFLP分析及AFLP标记与数量性状的相关性分析。2.1对光棘球海胆（NU）、中间球海胆（IN）及其杂交的F1代（中间球海胆♀×光棘球海胆♂）（HYb,HYc两种表型）3个群体进行了AFLP分析,并根据遗传距离进行了个体聚类分析。结果表明:3个群体的多态位点比例分别是:81.99%,80.51%和95.95%。香农多样性指数分别为:0.2331±0.1273, 0.2005±0.1385和0.2625±0.1067。遗传相似度分别为: 0.6876±0.0523, 0.6501±0.0548和0.6552±0.0553。分子方差分析（AMOVA）分析结果表明,变异来源有25.39%来自群体间,有74.61%来自群体内。尽管杂交海胆在表型上可以明显分成两种类型,但是通过AFLP统计的遗传距离进行的个体聚类却聚在一起,不能分成两个群体。2.2对杂交海胆的生殖腺、壳径、体重、棘长等数量性状与AFLP标记进行

论文目录

• 摘 要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 海胆研究历史概述
• 2 海胆杂交研究现状
• 3 杂交育种的分子遗传学研究
• 3.1 分子标记的发展和应用
• 3.1.1 同工酶标记（Allozyme markers）
• 3.1.2 线粒体DNA标记（Mitochondrial DNA markers）
• 3.1.3 RFLP标记（Restriction fragment length polymorphism）
• 3.1.4 RAPD （Random amplified polymorphic DNA）
• 3.1.5 AFLP（Amplified fragment length polymorphism）标记
• 3.1.6 SSR（Single sequence repeats）标记
• 3.1.7 SNP （Single nucleotide polymorphism） 标记
• 3.1.8 ESTs（Expressed sequence tags）标记
• 3.2 遗传连锁图谱及其应用
• 3.2.1 基因作图的主要种类
• 3.2.2 构建遗传连锁图的方法
• 3.2.3 遗传连锁图的应用
• 3.2.4 水产生物的遗传连锁图研究现状
• 3.3 分子标记在杂种优势预测中的应用
• 3.3.1 杂交育种的遗传学原理与方法
• 3.3.2 杂种优势的遗传学基础
• 3.3.3 分子标记预测杂种优势
• 3.4 基因克隆及表达差异的研究
• 3.4.1 基因克隆常用的方法
• 3.4.2 基因表达差异的分析
• 4 本研究的目的和意义
• 第二章 中间球海胆（Strongylocentrotus intermedius）×光棘球海胆（S.nudus）杂交种的分子鉴定及生物学性状特征
• 第一节 利用微卫星标记对中间球海胆×光棘球海胆杂交种的鉴定
• 0 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 微卫星引物筛选
• 1.3 DNA 提取及 PCR 检测
• 2 实验结果
• 3 讨论
• 3.1 微卫星标记鉴定杂种的意义
• 3.2 微卫星引物的筛选
• 3.3 微卫星标记鉴定杂交种的应用前景
• 1代的生物学性状特征'>第二节 中间球海胆×光棘球海胆 F₁代的生物学性状特征
• 0 引言
• 1. 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 材料来源
• 1.1.2 取样及测量方法
• 1.2 数据统计方法
• 2 结果
• 2.1 杂交海胆的外部形态特征
• 2.2 杂交海胆的生殖腺色泽表现
• 2.3 杂交海胆的生长表现
• 1代不同时期的生长表现'>2.3.1 正交（IN♀×NU♂）F₁代不同时期的生长表现
• 1代的超亲优势'>2.3.2 正交（IN♀×NU♂）F₁代的超亲优势
• 1代的生长表现'>2.3.3 反交（NU♀×IN♂）F₁代的生长表现
• 3 讨论
• 3.1 正交海胆材料的选取和取样时间的确定
• 3.2 正交组与对照组外部特征及生殖腺色泽
• 3.3 正交组与对照组生长表现
• 3.3.1 主要数量性状的测量标准
• 3.3.2 正交组与对照组数量性状的差异
• 3.3.3 正交杂种的超母本优势
• 1代的生物学性状差异'>3.4 正反交F₁代的生物学性状差异
• 4 小结
• 第三章 杂交海胆（中间球海胆♀×光棘球海胆♂）群体遗传多样性的 AFLP 分析及AFLP 标记与数量性状的相关性分析
• 1代（中间球海胆♀×光棘球海胆♂）群体的AFLP分析'>第一节 中间球海胆、光棘球海胆及杂交 F₁代（中间球海胆♀×光棘球海胆♂）群体的AFLP分析
• 0 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 DNA 提取
• 1.3 AFLP分析
• 1.4 数据的处理与分析
• 2 实验结果
• 1代 AFLP 扩增谱带统计'>2.1 中间球海胆、光棘球海胆及其杂交 F₁代 AFLP 扩增谱带统计
• 2.2 三个群体的遗传结构及遗传多样性分析
• 2.3 聚类分析
• 3 讨论
• 3.1 群体遗传多样性分析参数的选取
• 3.2 亲本数目对杂交子代群体结构的影响
• 3.3 子代群体的遗传组成及其与两亲本的遗传关系
• 3.4 海胆杂交对育种及生态研究的意义
• 第二节 杂交海胆（中间球海胆 Strongylocentrotus intermedius♀×光海棘球胆Strongylocentrotus nudus♂）的数量性状与AFLP 标记的相关性分析
• 0 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 DNA 提取
• 1.3 AFLP分析
• 1.4 数据处理
• 1.4.1 分组方法
• 1.4.2 单因素方差分析（ANOVA）
• 2 结果
• 2.1 杂交海胆的一些主要的数量性状表型分析与变异
• 2.2 杂交海胆群体的AFLP分析
• 2.3 单因子方差分析法（ANOVA）检测与数量性状相关联的 AFLP 标记
• 2.3.1 与杂交海胆生殖腺重相关的标记
• 2.3.2 与杂交海胆壳径相关的标记
• 2.3.3 与海胆体重相关的标记
• 2.3.4 与海胆棘长相关的标记
• 2.4 位点一致性的比较
• 3 讨论
• 3.1 标记与性状关联分析的方法及意义
• 3.2 QTL 的多效性和互作
• 4 小结
• 第四章 光棘球海胆与中间球海胆遗传连锁图谱的构建
• 0 引言
• 1 材料和方法
• 1.1 作图群体
• 1.2 DNA 提取及AFLP分析
• 1.3 分离比分析
• 1.4 图谱构建
• 1.5 图谱的长度及覆盖率
• 1.6 AFLP标记的分布
• 2 结果
• 2.1 多态性水平
• 2.2 分离比分析
• 2.3 连锁图构建
• 2.4 图谱长度和覆盖率
• 2.5 AFLP 标记的分布
• 3 讨论
• 3.1 AFLP 标记的多态性水平
• 3.2 偏分离
• 3.3 光棘球海胆和中间球海胆的遗传连锁图
• 3.4 图谱长度和覆盖率
• 3.5 AFLP标记的分布
• 3.6 AFLPs 在海胆育种上的应用
• 4 小结
• 第五章 杂交海胆 MYP 基因转录表达差异的研究
• 第一节 光棘球海胆的MYP 基因的cDNA 序列分析
• 0 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 RNA 的提取
• 1.2 RT-PCR 反应
• 1.3 LA PCR 扩增及 PCR 产物回收
• 1.4 cDNA 测序及分析
• 1.5 MYP 进化分析
• 2 结果
• 2.1 产物检测
• 2.2 光棘球海胆MYPcDNA 核苷酸及推导氨基酸全序列
• 2.3 光棘球海胆与其他海胆MYP 氨基酸序列差异
• 2.4 光棘球海胆 MYP 与铁输送蛋白保守结构域
• 2.5 系统进化分析
• 3 讨论
• 3.1 光棘球海胆与其他海胆的分类地位
• 3.2 光棘球海胆主要卵黄蛋白基因的特点及功能
• 第二节 MYP基因在中间球海胆及杂交海胆（S.intermedius♀×S.nudus♂）生殖腺不同发育时期的转录表达差异
• 0 引言
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 不同生殖腺发育期的鉴别
• 1.2.2 RNA的提取
• 1.2.3 引物设计和筛选
• 1.2.4 RT-PCR
• 1.2.5 Real Time RT-PCR
• 1.2.6 MYP表达的相对浓度的计算
• 2 结果
• 2.1 雌雄生殖腺的鉴定及分期
• 2.2 RT-PCR的半定量结果
• 2.3 实时荧光定量PCR的结果
• 3 讨论
• 3.1 杂交海胆的生殖腺分期
• 3.2 RT-PCR 条件的优化
• 3.3 杂交海胆与中间球海胆MYP基因的表达
• 3.4 基因表达差异与杂种优势
• 第六章 总结与展望
• 主要参考文献
• 已接收和整理的第一作者文章
• 致谢