皺紋盤(pán)鮑分子群體遺傳學(xué)研究.pdf

1、本論文以中國(guó)重要海洋經(jīng)濟(jì)貝類皺紋盤(pán)鮑(Haliotis discus hannai)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究了皺紋盤(pán)鮑微衛(wèi)星標(biāo)記的分離與線粒體DNA的遺傳模式，分析了皺紋盤(pán)鮑野生群體與養(yǎng)殖群體的遺傳多樣性與遺傳分化，探討了人工養(yǎng)殖群體中的有效親本數(shù)量，研究了育苗生產(chǎn)中養(yǎng)殖群體遺傳多樣性的動(dòng)態(tài)變化。主要研究結(jié)果如下： 1.利用生物信息學(xué)方法，在1560個(gè)皺紋盤(pán)鮑(H discus hannai)和日本盤(pán)鮑(H.discus discus)

2、的表達(dá)序列標(biāo)簽(ESTS)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行了微衛(wèi)星序列的篩選，并根掘微衛(wèi)星序列設(shè)計(jì)了30對(duì)引物。通過(guò)在30個(gè)野生皺紋盤(pán)鮑個(gè)體上的擴(kuò)增，篩選出18個(gè)有多態(tài)性的皺紋盤(pán)鮑微衛(wèi)星位點(diǎn)，其等位基因數(shù)為2-17，期待雜合度與觀察雜合度范圍分別為0.159-0.928、0.132-0.922，其中有7個(gè)位點(diǎn)因雜合子缺失呈現(xiàn)顯著偏離哈迪·溫博格平衡。研究結(jié)果表明這18個(gè)位點(diǎn)可以在皺紋盤(pán)鮑群體遺傳、家系分析、遺傳圖譜構(gòu)建、功能基因定位等研究中應(yīng)用。

3、2.利用皺紋盤(pán)鮑單對(duì)交配家系，通過(guò)可檢測(cè)單堿基突變的變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術(shù)對(duì)皺紋盤(pán)鮑鮑線粒體COl基因序列進(jìn)行線粒體遺傳模式分析，供試的20個(gè)家系中有5對(duì)親本組合存在不同的單倍型，在來(lái)自這5組家系的100個(gè)后代個(gè)體中僅檢測(cè)到母本的單倍型，首次證實(shí)皺紋盤(pán)鮑線粒體的遺傳模式為嚴(yán)格的母性遺傳。 3.利用微衛(wèi)星標(biāo)記與線粒體COI基因，首次對(duì)皺紋盤(pán)鮑主要分布區(qū)的遼寧大連、山東長(zhǎng)島、榮城、同本巖手、和韓國(guó)仁川5個(gè)野生群體進(jìn)行了遺傳

4、多樣性分析與遺傳分化的研究。微衛(wèi)星分析結(jié)果表明，5個(gè)野生群體有效等位基因數(shù)范圍為3.2-14.7，期待雜合度與觀察雜合度范圍分別為0.751-0.854和0.599-0.878，遺傳多樣性比較為同本群體>韓國(guó)群體>長(zhǎng)島群體>榮城群體>大連群體。對(duì)線粒體COI基因進(jìn)行測(cè)序，共檢出27個(gè)多態(tài)性核苷酸位點(diǎn)，21種單倍型，5個(gè)群體核苷酸多樣性指數(shù)范圍為0.0031-0.0142，平均核苷酸差異數(shù)為1.056-4.110，日本群體、韓國(guó)群體遺傳多

5、樣性明顯高于中國(guó)3個(gè)群體；中國(guó)3個(gè)群體遺傳多樣性較低可能與中國(guó)皺紋盤(pán)鮑大規(guī)模養(yǎng)殖對(duì)野生群體產(chǎn)生影響有關(guān)。微衛(wèi)星標(biāo)記與線粒體COI基因序列的F<,st>值分析結(jié)果均表明日本群體與其他4個(gè)群體間存在顯著遺傳分化。Mantel檢驗(yàn)顯示遺傳距離與地理距離顯著相關(guān)。皺紋盤(pán)鮑短暫的浮游期與有限的擴(kuò)散能力可能是導(dǎo)致群體間出現(xiàn)顯著分化的主要原因。 4.采用微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)遼寧大連、山東煙臺(tái)、榮城、嶗山和膠南5個(gè)皺紋盤(pán)鮑養(yǎng)殖群體進(jìn)行了群體遺傳多樣性

6、與分化的研究。結(jié)果表明：等位基因數(shù)為8-9.4，期待雜合度0.754-0.787，觀察雜合度0.500-0.596，與野生群體相比整體遺傳多樣性較低，親鮑選用數(shù)量少與性別比例不均衡可能是產(chǎn)生養(yǎng)殖群體中遺傳多樣性顯著減少的原因。通過(guò)對(duì)等位基因頻率比較分析，在5個(gè)群體間F<,st>與R<,st>值顯著差異，表明養(yǎng)殖群體中由于親鮑數(shù)目的降低加劇了遺傳漂變的影響；養(yǎng)殖群體間遺傳距離與地理距離不相關(guān)，可能是皺紋盤(pán)鮑人工養(yǎng)殖過(guò)程中各育苗廠之間親鮑和

7、苗種頻繁交流交換所造成的結(jié)果。 為研究人工養(yǎng)殖群體的有效親本數(shù)量，建立了4個(gè)皺紋盤(pán)鮑混交家系，利用7個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記分析了這4個(gè)家系185個(gè)后代個(gè)體。使用5個(gè)多態(tài)性微衛(wèi)星標(biāo)記可以對(duì)所有子代進(jìn)行親子鑒定，有效親本數(shù)量?jī)H占親貝的50％，各家系中親鮑對(duì)后代貢獻(xiàn)率存在差異；子代等位基因數(shù)與親鮑相比數(shù)量較少，親鮑低頻基因在子代中有所丟失；有效親本數(shù)量與子代雜合度以及多態(tài)性信息含量呈顯著正相關(guān)。結(jié)果表明，養(yǎng)殖群體中有效親本數(shù)量過(guò)少會(huì)導(dǎo)致群體中一

8、些低頻基因缺失，使群體產(chǎn)生遺傳漂變；親鮑對(duì)后代群體貢獻(xiàn)率的差異也是導(dǎo)致遺傳多樣性下降的原因之一；在皺紋盤(pán)鮑育苗過(guò)程中，增加親鮑使用數(shù)量與平衡雌雄比例可以防止后代遺傳多樣性下降。 為研究苗種生產(chǎn)過(guò)程中養(yǎng)殖群體遺傳多樣性的動(dòng)態(tài)變化，采用6個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)對(duì)1混合家系后代3個(gè)不同發(fā)育時(shí)期的遺傳多樣性進(jìn)行了分析。遺傳多樣性隨發(fā)育時(shí)期呈下降趨勢(shì)，孵化后第3天與第30天、第60天間群體存在顯著遺傳分化；第30天與第60天群體之間沒(méi)有明顯遺傳分化