松江鲈不同种群间的分子标记和遗传多样性分析

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:bbchy
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一个物种遗传多样性的高低与其对环境适应能力、生存能力和进化潜能紧密相联。因此,了解已是濒危物种的松江鲈群体遗传多样性,对其保护与管理策略的制定具有重要意义。现有报道尚难以全面、客观地反映中国现有松江鲈的遗传多样性现状。本研究以松江鲈(Trachidermus fasciatus)鸭绿江(YL)、滦河(LR)、山东黄河入海口(YR)、富春江(FR)等4个群体为研究对象,利用RAPD-SCAR标记、微卫星DNA和细胞色素b基因序列,分别从核基因和细胞质基因角度分析松江鲈群体的遗传多样性、遗传结构和种群分化,研究结果将为松江鲈种质资源的保护与利用、种群鉴别提供分子生物学上的基础资料主要研究结果如下:1、松江鲈群体遗传多样性的RAPD分析和SCAR标记的转化首先,从294条10个碱基随机引物中,筛选出32条多态性引物,对富春江、黄河、滦河和鸭绿江等4个松江鲈群体共120尾个体进行RAPD分析。结果表明,松江鲈群体的遗传多样性较丰富,其主要表现在:①在扩增得到的591个位点中,有515个(87.14%)位点呈现多态性,群体间多态位点比率(P)的大小顺序为:富春江群体89.17%>黄河群体87.99%>鸭绿江群体86.63%>滦河群体83.25%。②松江鲈群体间的Shannon信息指数(I)和Nei’s遗传多样性指数(H)分别在0.3393~0.3566和0.2157~0.2279间,滦河群体的值较其他3群体稍低;若作为一个整体,则总的Shannon信息指数(I)和Nei’s遗传多样性指数(H)分别为0.3710±0.2153和0.2336±0.1643。③虽然群体间基因流值(Nm)在5.76103~19.84497间,显示各地理群体间存在程度不同的基因交流,但分子方差分析(AMOVA)结果却表明,各群体间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的遗传分化。④聚类分析表明,鸭绿江群体首先与黄河群体聚为一支,再与富春江群体相聚,最后与单独一支的滦河群体聚类,表明鸭绿江、黄河、富春江等3群体间的遗传距离与彼此间的地理距离远近密切相关,而滦河群体与它们的遗传距离较远。其次,从获得的S1225525bp、S1225605bp、S1225841bp、S1345695bp、S1345825bp等5个特异RAPD条带中,成功地由S1225605bp、S1225841bp条带分别转化出SCAR01560bp、SCAR02443bp的SCAR标记。这两个标记的出现频率,在鸭绿江群体最高(96.67%和93.33%)、富春江群体其次(83.33%和90%)、黄河群体再其次(56.67%和66.67%)、滦河群体最低(13.33%和20%)。因此,SCAR01560bp、SCAR02443bp可作为鉴别松江鲈滦河群体与其他3群体的分子标记。2、松江鲈微卫星标记的开发及群体遗传变异分析(1)应用生物素-磁珠富集法,开发松江鲈的微卫星分子标记。共挑选222个克隆,经菌液PCR检测后得到158个为阳性克隆。经测序后得到129条微卫星序列,其中完美型占45.74%(59),非完美型占45.74%(59),混合型占8.52%(11)。选取两端侧翼序列足够长且重复次数大于7的微卫星序列,用软件PrimerPremier3.0设计引物,共60对。经YR群体和YL群体各30尾样本检测后,发现其中的19对引物表现出多态性,表现在:等位基因数在10~20之间,观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.8000~1.000和0.8513~0.9497,多态信息含量(PIC)在0.8230~0.9300(P>0.5)之间。表明这19个微卫星标记适合作为检测松江鲈群体遗传变异的分子标记。(2)利用19对微卫星引物,对FR、YR、LR和YL等4个松江鲈群体的遗传变异进行分析。结果表明,所有位点均表现为高度多态性,PIC值在0.7179~0.9300之间(PIC>0.5),4个群体的平均等位基因数(Na)为13.9474~14.8421,平均有效等位基因数(Ne)为9.3877~9.9143,平均观测(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.8668~0.9117和0.8966~0.9111,说明4个松江鲈群体的遗传多样性较丰富。虽然群体间存在一定的基因交流(Nm为9.36412~15.94901),但是分子方差分析(AMOVA)的结果却显示,4群体间存在极显著的遗传分化(P<0.01)。遗传偏离指数(D)表明,4群体间普遍存在杂合子缺失和过剩的现象。UPGMA聚类分析表明,黄河群体首先和鸭绿江群体相聚,再与富春江群体聚为一支,最后和单独为一支的滦河群体相聚,表明LR群体与其它3个群体的遗传距离较远。3、基于线粒体Cytb基因序列的松江鲈群体遗传多样性分析基于长度为1141bp的线粒体DNA细胞色素b(Cyt b)基因全序列,我们分析了4个松江鲈群体的遗传多样性。从120尾样本中,共获得53个单倍型。检测到总变异位点58个,其中单碱基变异位点39个、简约信息位点19个。4个群体均呈现出高单倍型多样性(0.786~0.947)和低核苷酸多样性(0.001283~0.003177)的现象。群体间遗传距离为0.00120~0.00341,YR和LR群体间的遗传距离最小(0.00120),而YL与其它3群体的遗传距离较远(0.00275~0.00341)。聚类分析(NJ树)表明,所有单倍型虽聚为两支,但未按照地理区域形成明显的单系群。分子方差分析(AMOVA)的结果却表明,各群体间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的遗传分化,遗传变异主要来自群体内部(78.02%)。Fu和Li氏检验、Tajima氏D检验及核苷酸不配对分布均表明,松江鲈可能经历种群快速扩张过程。
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