虾类遗传多样性的研究现状

同工酶技术已经被广泛应用于虾类群体遗传学及标记辅助选择育种等研究方面.同工酶电泳显示对虾有相应的亚群差异,暖水性虾类的遗传多样性水平高于冷温性种类;连续分布的且在不同生活史阶段所处的栖息地环境变化幅度大的种类往往表现出较低的遗传多态性,虾类群体的多态位点比例和杂合度都较低,养殖群体比野生群体更低.但同工酶电泳技术往往检测不出一些"隐性"或"中性"变异而低估了遗传多样性水平.随着分子生物学技术的发展,从20世纪90年代开始,虾类遗传多样性的研究逐渐向线粒体DNA和核DNA的多态性方向发展.限制性片断长度多态性(RFLP)在虾类线粒体多倍型、物种标记以及比较野生和养殖群体线粒体COI 基因的多态性比较等方面应用普遍.随机扩增多态性(RAPD)技术主要应用于虾类不同地理群体遗传多态性调查,养殖群体与野生群体之间、养殖群体世代之间的遗传多态性比较,该技术得到的虾类遗传多样性水平高于同工酶电泳技术.扩增片断长度多态性(AFLP)技术在虾类中主要应用于遗传连锁图谱的构建,有关虾类的AFLP遗传多样性分析的报道不多.利用AFLP技术对连续选育群体的遗传多样性研究显示,随着选育世代的增加,选育群体的遗传多样性呈现下降趋势,但随着选育时间的延长,群体之间的分化逐渐降低,群体的遗传结构开始趋于稳定,成为一个品系.单一重复序列(SSR)技术主要用于标记种群遗传特异性、不同地理群体间以及野生和养殖群体间的遗传多样性差异.DNA序列分析技术特别是线粒体序列分析技术近年来在虾类遗传多样性研究中的应用逐渐增多.mtDNACOI、mtDNA12S rRNA和mtDNA16S rRNA的基因序列差异被应用于形态相近物种的鉴别、亚属分类、确定个体间亲缘关系和野生与养殖群体间的遗传多样性差异等.为了实现对虾类种群遗传差异的更深入了解,人们把种群遗传结构的研究和系统地理学相结合,即用分子系统地理学的方法来研究遗传谱系空间分布的历史特征,通过种群遗传结构的分析来探讨种内系统地理格局的形成机制、系统发育关系以及现有分布特征,并结合种群的地理分布状况来发现和验证与其相关的地质事件,追溯和揭示种群的进化历程.从育种、养殖以及资源保护的角度出发,人们开始研究野生群体的种质基因库,希望根据群体遗传结构确定合理的增殖策略,制定科学的保护措施,确保虾类养殖业的持续发展.     

高效非损伤性扇贝DN A提取方法的建立及效果评价

本研究建立了一种高效、经济的非损伤性扇贝DNA提取方法,在不影响扇贝个体生存状态的前提下,采用擦拭法和室温裂解相结合的方式在20 min内即可获得个体基因组DNA。以虾夷扇贝(Patinopecten yessoensis)、栉孔扇贝(Chlamys farreri)和海湾扇贝(Argopecten irradians)为实验对象,研究了不同擦拭材料(棉签、滤纸)和不同擦拭部位(外套膜、鳃丝、内脏团)的核酸提取效果,评估了本方法在贝类基因分型领域应用的可行性。研究表明,用棉签、滤纸2种材料擦拭扇贝的鳃丝、内脏团或外套膜组织均能获得主带清晰完整的基因组DNA,且不影响扇贝的存活状态。在3种扇贝中采用棉签擦拭法的DNA得率均高于滤纸法,以这2种方式获得的DNA为模板进行SSR和SNP标记分析,能获得均一稳定的扩增条带,SSR标记分型结果准确可靠。本研究建立了简便、快速进行扇贝基因型分析的非损伤性DNA提取方法,为贝类全基因组选育和珍稀贝类资源的种质保护开发提供了新的技术手段。     

基于COI序列的翡翠股贻贝Perna viridis线粒体遗传特性分析及其近缘种间的系统关系探讨

应用通用引物 COIL 1490和 COIH 2198对翡翠股贻贝Perna viridis的性腺和体细胞线粒体DNA进行PCR扩增,获得661bp长度的COI基因片段,经过比对性腺与体细胞的COI片段,发现雄性性腺与体细胞COI基因均为一个单倍型,即体内只有一种线粒体DNA类型,没有发现双单性遗传现象,雌、雄性腺的COI基因片段变异率很低（0.31%）。应用PAUP构建了NJ树、MP树以及贝叶斯法构建了贝叶斯树,对股贻贝属3种间的系统关系进行了分析,结果表明,翡翠股贻贝P. viridis与P. canaliculus 和 P. perna 之间的分化与分歧年代的估算是相吻合的。     

基于微卫星标记的三疣梭子蟹家系系谱认证

用6个微卫星标记对三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的6个家系进行系谱鉴别和遗传多样性研究。6个微卫星标记在6个家系中显示了高度的遗传差异,6个位点的多态信息含量(PIC)分别为Pot09位点0.6045,Pot14位点0.6072,Pot17位点0.8130,Pot18位点0.6870,Pot25位点0.7839,Pot42位点0.6330。6个多态性位点共发现了32个等位基因,每个位点的等位基因数在4～8个之间。不同位点共发现7个家系特异性等位基因,2#和3#家系中各发现2个,1#、5#、6#家系中各发现1个,4#家系未发现特异性等位基因。根据已知亲本及子代基因型,可推断出6个家系中全部亲本的基因型,据此鉴别各家系。在Pot18位点可将1#家系和6#家系与其他家系相区别;Pot14位点和Pot17位点可将3#家系与其他家系相区别;Pot42位点可将5#与其他家系相区别;Pot17位点和Pot25可将2#家系与其他家系相区别。因此,Pot18位点、Pot14位点和Pot17位点、Pot42位点、Pot17位点和Pot25位点可分别用于鉴别1#和6#家系、3#、5#、2#家系的特异性标记。研究表明,在选用的6个微卫星标记中,最少选用3个标记可鉴别6个三疣梭子蟹家系。     

基于线粒体D-loop区分析黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)五个淡水湖泊群体的遗传多样性

采用线粒体D-loop区测序技术,对巢湖、滆湖、洪泽湖、鄱阳湖和太湖5个地理群体的黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)遗传多样性及种群遗传结构进行了研究。结果表明,890个位点中变异位点有151个,简约信息位点24个。143个个体共检测到72个单倍型,平均单倍型多样性指数为0.951±0.011,核苷酸多样性为指数为0.00614±0.00087。鄱阳湖群体和其它4个湖泊群体的遗传距离相对比较大,滆湖和巢湖的遗传距离最小,总体遗传分化指数Fst为0.0896(P<0.01)。群体间基因流系数Nm=2.22,表明5个黄颡鱼种群间存在着一定的基因流动。     

红藻DNA条形码分析技术研究进展

DNA条形码是指利用一段相对较短的标准DNA片段,对物种进行识别和鉴定。目前该技术在动物、植物物种鉴定领域已经得到了广泛的研究和应用。在藻类的研究中,尚未确定一条统一的标准条形码基因,现阶段都是使用2条或2条以上基因序列来完成物种鉴定。对于形态多样、种类繁多的海洋红藻,常用的DNA条形码基因有COI基因(Partial cytochrome c oxidase I gene)、UPA基因(Partial 23SrRNA gene,universal plastid amplicon)、LSU基因(Partial 28SrRNA gene)和rbcL基因(The large subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase)等,这些基因中2个或3个基因的互补运用准确有效地提高了红藻的鉴定准确率,尤其是COI基因的种间差异大足够区分相近物种。本文在概述条形码的原理及其标准的基础上,阐述了红藻DNA条形码鉴定研究的新进展以及常用几种基因片段的优缺点,并对条形码在红藻鉴定中存在的问题进行了分析,对其应用前景进行了展望。     

基于16S rRNA 部分序列探讨部分鳚亚目鱼类的分子系统进化关系

通过PCR扩增获得了3科5属6种中国黄渤海海域的鳚亚目(Blennioidei)鱼类的线粒体16S rRNA基因序列片段约669bp碱基,结合来自 GenBank的5种鳚亚目其他科鱼类的相应基因片段,并以眼斑雪冰鱼(Chionodraco rastrospinosus)为外群,生成供系统发育分析的序列矩阵,利用MEGA 4.0软件分析序列的碱基组成、差异百分比、转换/颠换值等,应用最大简约法(MP)和邻接法(NJ)构建系统发育树.结果显示:在鳚亚目鱼类的16S rRNA 片段生成的序列矩阵中发现有碱基的插入缺失现象,共有207 bp变异位点,转换/颠换值为0.8,碱基平均差异为3.36;支持绵鳚(Enchelyopus elongates)归于鳚亚目绵鳚科(Zoarcidae),鳚(Azuma emmnion)归于鳚亚目线鳚科(Stichaeidae);方氏云鳚(Enedrias fangi)和云鳚(Enedrias nebulosus)种间遗传距离只有0.01,亲缘关系最近.     

Phaeocystis globosa与Phaeocystis antarctica叶绿体psbA基因的比较

测定了2株球形棕囊藻Phaeocystis globosa P1、P2的psbA基因序列。发现得到的2个序列完全相同。以P2序列对比分析了P．globosa和P．antarctica的psbA基因在DNA序列、氮基酸序列和RNA二级结构上的差异性，发现2种棕囊藻psbA基因DNA序列和氨基酸序列非常保守，无插入／缺失，其核苷酸和氨基酸变异率分别为1．88％和1．13％。与核基因核苷酸的碱基替换不同，psbA基因核苷酸的碱基替换主要发生在密码子的第1位上。且不引起氨基酸的变化，引起氨基酸变化的碱基替换都发生在密码子的第2位和第3位上。在RNA二级结构上两序列的1～4茎环结构完全相同，表现出明显的棕囊藻属的特异性，其它结构区域差异较大。种间差异表现明显。由于psbA基因DNA序列和氨基酸序列非常保守，可能不适宜棕囊藻属的系统发育分析。但其RNA二级结构可能对于棕囊藻的分子分类有一定的参考价值。     

Complete nuclear ribosomal DNA sequence analyses of the black-footed abalone Haliotis iris

The black-footed abalone Haliotis iris is an economically important shellfish species in New Zealand. We successfully amplified, sequenced and analysed the complete nuclear ribosomal DNA (nrDNA) of H. iris. The length of the nrDNA was determined to be around 9.6?kb and included, in order, small subunit ribosomal RNA (nrSSU, 1858bp), internal transcribed spacer (ITS, 749?bp), large subunit ribosomal RNA (nrLSU, 3412bp) and an intergenic spacer (IGS, 3560–3662?bp). The nrLSU genes were identical in two individuals, whereas the nrSSU and ITS regions existed at three and four base differences, respectively. The IGS was more variable than the other nrDNA regions. A phylogenetic tree was constructed based on the ITS sequence datasets, which revealed that Haliotidae has two major subclades, mainly distributed in the North Pacific, Europe and Australia. The complete nrDNA sequence will be useful for the classification, phylogeny and breeding of this shellfish.     

中国沿海常见蜑螺科贝类的DNA条形码

DNA条形码不仅为物种鉴定提供了有效方法,而且也有助于分类学和生物多样性研究。本研究旨在探讨将COI和16S rRNA基因序列应用于中国沿海蜑螺科贝类物种鉴定的可行性,获得了该科3属7种贝类61个个体的COI和16S rRNA基因序列。基于COI基因序列的种内遗传距离为0.00—1.29%,平均为0.67%;属内种间遗传距离为4.62%—19.25%,平均为13.02%;基于16S rRNA基因序列的种内遗传距离为0.00%—0.48%,平均为0.23%;属内种间遗传距离为2.47%—8.48%,平均为6.37%。两种基因序列在所研究的蜑螺中,种内遗传差异均小于种间遗传差异,存在明显的条形码间隙,所有物种在系统发生树上都表现为独立的单系群。结果表明,线粒体COI和16S rRNA基因序列可以作为DNA条形码标准基因对蜑螺科贝类进行有效地物种鉴定。