线粒体基因组DNA条形码的应用与分析

DNA条形码技术（DNA Barcoding）是一种用短的标准DNA片段快速、准确地识别与鉴定物种的技术。近年来,物种分类和生物多样一直是研究的热点,目前DNA条形码开始广泛应用于生物的遗传多样性研究。本文主要概述了DNA条形码技术的原理、标准基因片段,着重阐述了其在生物分类学和遗传多样性等研究中的应用及其局限性,展望了其发展状况、应用前景和意义。     

3个不同地理群体真鲷遗传变异的RAPD分析

随机扩增多态DNA(random amplified polymorphic DNA,RAPD)是建立在PCR技术基础上的检测DNA序列多态性和建立分子遗传标记的技术,Williams等[1]首次运用随机引物扩增寻找多态DNA片段作为分子遗传标记.Welsh等[2]也发现以寡核苷酸作为引物对基因组DNA进行扩增,产物的图谱表现出高度的变异性.因其具有操作简单、能够快速高效地提供许多个体或基因型许多位点的DNA序列多态性数据等优点,在生物的遗传多样性、群体遗传学、分类学及农牧业的遗传育种等研究中得到了广泛的应用.     

中国近海路氏双髻鲨群体线粒体DNA控制区序列比较分析

采用线粒体DNA控制区序列比较分析了路氏双髻鲨日照和霞浦群体的遗传结构及遗传多样性现状。研究结果显示:在长度为548 bp的mtDNA控制区序列上,34尾路氏双髻鲨个体仅检测到5个单倍型,两群体均呈现出较低的遗传多样性水平,日照群体的单倍型多样度(h)、核苷酸多样度(π)以及两两序列比较的平均碱基差异数(p)(h=0.6000±0.1305;π=0.0046±0.0031;p=2.5333±1.4856)略高于霞浦群体(h=0.5109±0.0955;π=0.0024±0.0017;p=1.2899±0.8373);邻接关系树显示,5个单倍型明显分为两支,净遗传距离为0.016;群体遗传分化指数为Fst=-0.047(P=0.914),表明两群体之间不存在显著差异,确切P检验结果也表明两群体存在随机交配现象(P=0.731);核苷酸不配对分布呈双峰类型,其中一个峰对应类群内序列差异,另外一个峰对应两个类群序列间差异。研究表明,路氏双髻鲨较小的有效群体导致了较低的遗传多样性,其资源状况已不容乐观。     

RAPD技术在鱼类研究中的应用

RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA, 随机引物扩增多态DNA)技术是1990年由Williams和Welsh两个研究小组同时发展起来的一项DNA多态检测技术.RAPD技术与其他分子标记技术相比具有独特的优势,在生物种群遗传结构分析、遗传多样性检测、物种亲缘进化关系鉴定、基因连锁图谱的构建和基因定位与分离等得到了广泛应用,在鱼类研究中也有了一定应用,并取得相应成果,主要表现在以下方面.     

贵州两地理群体鲫的系统发育及遗传分化

分布于贵州省普安县青山镇和威宁县草海的鲫,系喀斯特山区彼此隔离的2个地理群体,为探明其遗传结构,探讨彼此间系统关系及遗传分化情况,本研究对其mt DNA D-loop区进行测序分析。结果显示:普安鲫有919和921~927bp 8种序列长度类型,分属27种基因型和14种单倍型;草海鲫有923~925bp 3种序列类型,分属11种基因型和6种单倍型;序列差异因碱基替换和缺失/插入不同所致。普安鲫是银鲫和鲫指名亚种及其所含3个亚类群的混生群体;草海鲫为鲫指名亚种2个亚类群的混合群体。普安鲫及其指名亚种群体遗传多样性水平中等,草海鲫及其指名亚种群体遗传多样性偏低,普安的银鲫群体遗传多样性水平极低。研究表明,喀斯特山区2地理群体鲫具有群体组成复杂和母系来源多样的发育特点,因长期的地理隔离、生殖隔离和基因交流缺乏所造成的遗传漂变和进化速率差异,其基因型和单倍型呈明显地理分布格局,各群体间遗传分化严重。普安的银鲫系东北银鲫起源,遗传变异低,急需改善亲本质量。草海鲫因奠基者效应、瓶颈效应和遗传漂变导致其遗传多样性偏低。本研究丰富了喀斯特山区鱼类群体遗传学资料,为地方鲫种质资源鉴定与评价提供基础资料。     

不同地理群体乌鳢线粒体DNA控制区结构分析及遗传多样性

为研究乌鳢群体的遗传多样性和控制区结构,实验采用PCR和DNA测序技术对其线粒体DNA控制区序列进行比较。结果显示,用于分析的线粒体DNA控制区全长序列为905~908 bp。104个序列中共发现了37个多态位点,定义了27种单倍型。同时对控制区结构进行分析,识别了其终止序列区(ETAS)、中央保守区(CD)和保守序列区(CSB)的关键序列。3个地理群体的单倍型多样性(Hd)、核苷酸多样性(Pi)和平均核苷酸差异数(k)分别为0.875、0.003 27和2.939。群体间的平均Kimura双参数遗传距离(Kimura 2-parameter distance,K 2-P)、遗传分化指数(Fst)、基因交流值(Nm)和分子方差分析(AMOVA)均表明,3个乌鳢群体具有较高的遗传分化,白洋淀群体和平原县群体间存在一定的基因交流。     

同工酶(Isozyme)分析技术及其在紫菜(Porphyra)研究中的应用

同工酶是基因表达的直接产物，反映了编码蛋白质的DNA序列信息。利用同工酶分析技术不仅能区分紫菜叶状体的不同同工酶特征，而且能表现微型孢子体（丝状体）同工酶特征，利用不同种类和不同品系的紫菜丝状体的同工酶谱进行遗传多样性分析，对紫菜种质鉴定、遗传图谱的构建、寻找紫菜遗传多样性中心地区、筛选优良品种、进行种质改良研究都具有特别重要的意义。     

基于线粒体DNA D-loop的都柳江鲇形目两种经济鱼类种群遗传多样性研究

以采自贵州都柳江的鲇鱼、斑鳠各39尾个体为样品,采用PCR和DNA测序技术,研究了这两种鱼类线粒体DNA D-loop的结构和种群遗传多样性。获得了鲇鱼、斑鳠D-loop 5′端长度分别为544~545bp、546~547bp的DNA序列,并分别检测到58、15个变异位点。同时,识别了该2种鱼类D-loop终止序列区和中央保守区的核心序列,在中央保守区之后均有一个Poly-T结构。都柳江鲇鱼、斑鳠种群D-loop序列中,分别有51、12个多态位点,并分别定义了11、8种单倍型。都柳江鲇鱼、斑鳠种群单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数和平均核苷酸差异数分别为0.772、0.02301、12.451和0.331、0.00131、0.714。目前,都柳江鲇鱼种群遗传多样性较为丰富,具有良好的种质价值和保护前景;斑鳠种群遗传多样性贫乏,保护和恢复该种群的数量和遗传多样性刻不容缓。     

水产生物微卫星标记技术研究进展及其应用

微卫星标记的发展和利用极大地扩展了DNA分子标记应用的深度和广度,使探索生物性状遗传本质的研究发生了革命性变化。本文简要介绍了微卫星标记技术的发展及其在水产遗传与育种研究中的应用。首先回顾了微卫星克隆技术的发展,尤其是水产生物微卫星标记及技术的发展过程,以及水产生物微卫星序列的主要来源,并对微卫星标记与其他DNA分子标记在使用范围、难易程度等方面做了比较;其次探讨了微卫星标记在遗传连锁图谱的制备、性状分析及QTL定位、群体遗传学、进化遗传、种质鉴定与亲权分析、品种培育等6个研究领域的应用;本文还对几种DNA分子标记在操作上的难易程度、多态性程度、重复性与可比性等方面进行了比较,同时还分别阐述了微卫星和其他DNA分子标记应用于水产生物研究中的适用性,并对微卫星标记的应用前景做了展望。本文旨在为微卫星标记技术在水产生物中的有效应用提供理论依据。     

鲤科25种鱼类线粒体COⅡ基因序列差异及其系统进化关系

采用PCR技术获得了23种鲤科鱼类线粒体DNA细胞色素氧化酶（COⅡ）基因部分序列，将所得的COⅡ基因序列与2种取自GenBank的鲤科鱼类同一基因序列采用CLUSTAL X排序后，序列间未见插入和缺失，在实际分析的600 bp序列中，共有变异位点250个。以台湾缨口鳅作为外类群，用PAUP 4.0软件对序列结果进行统计和分支分析，分别用邻接法和最大似然法构建分子系统树。Kimura双因素模型计算25种鲤科鱼类遗传距离范围为0.018 5～0.237 5，其中，遗传距离值最小是与似（0.018 5），最大是似刺鳊与大鳍（0.237 5）。分子系统树显示鲤科雅罗鱼亚科、亚科、鲤亚科、亚科和亚科均没有各自形成单系群。雅罗鱼亚科被分为北方类群和东亚类群，北方类群是一单系类群，东亚类群与亚科、鲴亚科、鲢亚科形成另一个单系群。丁与贝加尔雅罗鱼、东方欧鳊、湖拟鲤等聚成一单系群，支持将丁保留在雅罗鱼亚科中的传统分类法。     

基于线粒体COII和ND4基因序列的塔里木裂腹鱼群体遗传多样性分析

为探究塔里木裂腹鱼群体的遗传多样性和遗传分化现状,选用车尔臣河、克孜勒河和阿克苏河3个不同地理种群的塔里木裂腹鱼共计126尾样本,进行线粒体DNA COII和ND4基因序列的对比分析,探讨了2种标记对塔里木裂腹鱼遗传多样性分析结果的差异和关系。结果显示,塔里木裂腹鱼线粒体DNA COII和ND4基因序列的A+T含量均高于G+C含量,碱基组成具有偏倚性。基于线粒体DNA COII和ND4基因序列分析,126个样本中分别确定了6个和23个单倍型,其中线粒体DNA COII基因序列中3个群体存在共享单倍型现象,线粒体DNA ND4基因序列中未发现3个群体间存在共享单倍型。2种标记下群体的单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.738±0.019/0.904±0.014和0.02129±0.00298/0.04876±0.00149,呈现出高单倍型多态性和高核苷酸多态性的特征。2种标记的分子方差分析（AMOVA）均表明,在所有群体中遗传变异主要来源于群体间,且车尔臣河群体的塔里木裂腹鱼与其他2个群体的遗传分化均达到显著水平（P<0.05）。贝叶斯法（BI）构建的BI树与单倍型网络图结构一致,塔里木裂腹鱼形成了2个分支。COII和ND4基因序列的岐点分布图均呈现双峰型,表明塔里木裂腹鱼现在的分布是先前分化种群发生二次交流的结果。种群结构分析结果亦表明塔里木裂腹鱼已分化出2个明显的地理种群,故建议将车尔臣河群体作为塔里木裂腹鱼的亚种。     

Molecular diagnosis of Myxobolus spirosulcatus associated with encephalomyelitis of cultured yellowtail, Seriola quinqueradiata Temminck & Schlegel

Mass mortality of cultured yellowtail, Seriola quinqueradiata, has recently been reported from fish farms in western Japan. Previous studies revealed that diseased fish were characterized by encephalomyelitis and presporogonic stages of a myxosporean‐like parasite in the spinal cord. However, the parasite has remained unidentified because of the lack of mature stages being present. Thus, in the present study, analysis of the small subunit ribosomal DNA (18S rDNA) of the parasite as well as in situ hybridization (ISH) studies using histological sections of the infected tissue was conducted. The 18S rDNA of the myxosporean had higher sequence similarities with those of bile‐duct‐infecting myxosporeans rather than those infecting nervous tissues and was identified as Myxobolus spirosulcatus. The ISH using specific probes demonstrated that the DNA amplified was derived from the multinuclear organisms found in histological sections. A highly sensitive and specific PCR‐based assay for M. spirosulcatus was developed, which revealed a high prevalence of infection in cultured yellowtail that exhibited the clinical signs of encephalomyelitis.     

Population structure of the Japanese eel Anguilla japonica as examined by mitochondrial DNA sequencing

SUMMARY: To examine the population structure of the Japanese eel Anguilla japonica , mitochondrial DNA sequence analysis was made for various samples of glass eels that might reflect genetic characteristics of spawning aggregates. The mitochondrial DNA from a total of 51 glass eels collected at Tanegashima Island, Kanagawa and Ibaraki in different periods within an inshore migrating season was sequenced for a 615 base-pair fragment from the tRNA^Thr gene to the central part of the control region. The DNA region was so variable that no individual was found to possess the same sequence, although average sequence differences within samples (1.07–1.63) were not large. Average sequence differences between samples (1.22–1.57) were comparable to those within samples, suggesting no genetic heterogeneity among samples. Tree analysis of the sequences showed neither a geographical nor temporal structure of population. Furthermore, although all DNA sequences from the present study were different from one another, two sequences were found to be the same with those reported from individuals collected in different localities in different years. Altogether, the present mitochondrial DNA sequence analysis of glass eels did not provide any evidence for genetic subdivision of the Japanese eel population.     

微卫星多重PCR在水生动物亲权分析中的研究进展

微卫星标记作为共显性标记具有分布广泛、中性遗传的特点,在群体遗传结构分析和亲子鉴定(即亲权鉴定)方面已有了广泛应用,通过微卫星标记技术可以清楚有效地分析子代的遗传背景。本文就目前微卫星多重PCR在水生动物亲权关系分析、系谱认证方面的研究进展进行了综述。     

线粒体DNA标记在头足纲动物分子系统学中的应用

动物线粒体DNA(mtDNA)基因组具有在细胞中大量存在、缺少重组、多为母系遗传、缺少内含子以及进化速率高等特点,广泛应用于比较和进化基因组、分子进化、种群遗传、物种鉴定和不同分类水平上的系统发生学研究。头足类作为软体动物门中的重要经济种类,其分类和系统进化研究历来是热点领域。本文主要对头足类动物mtDNA组成与特点(包括基因组成、重排等)、常用mtDNA标记对其不同分类阶元的适用性以及线粒体基因片段和全基因组在头足类系统演化中的作用进行了阐述,并对未来发展进行展望。     

文蛤转录组中微卫星位点生物信息分析#br#

采用生物信息学方法分析了文蛤(Meretrix meretrix)转录组中微卫星序列(简单重复序列,simple sequence repeat)的分布规律。结果表明:在文蛤转录组SSR中,单碱基重复序列的数量最多,有3001个;其次为三碱基和四碱基重复序列,分别为2254和2200个;二碱基重复序列1052个;五碱基重复序列332个;六碱基重复序列最少,仅13个。文蛤转录组SSR共包含26种重复基元,其中优势基元为单碱基重复A/T有2809个,其次为三碱基重复AAC/TTG有907个,四碱基和二碱基重复中的AAAC/TTTG和AT/TA分别有588和561个,说明文蛤转录组微卫星位点的分布对A/T具有偏好性。文蛤完整SSR的平均长度为18.34 bp,长度分布在12~20 bp,约占41%。研究结果将为研究文蛤SSR标记开发、群体遗传多样性、遗传连锁图谱、种质资源鉴定和分子遗传育种等后续研究提供基础数据。     

单核苷酸多态性及其在海洋动物遗传研究中的应用

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNPs）是基因组水平上单个核苷酸变异所引起的DNA序列多态性,是继限制性片段长度多态性、微卫星标记之后的第三代分子标记。最初SNPs主要应用在人类重要疾病的关联性研究中,随着检测技术不断提高以及各种生物SNP数据库的不断完善,其逐渐被应用于遗传图谱的构建、群体遗传学、亲缘关系、关联分析和基因功能分析等方面。文章主要介绍了SNPs的发生、特点及常用检测方法,综述了SNPs在海洋生物遗传学中的研究进展,以期将SNPs更好地应用到海洋经济动物遗传育种中。     

新型免疫佐剂的研究现状及应用

近年来,随着免疫学研究的不断深入及基因工程技术的迅速发展,活载体疫苗、DNA疫苗等新型疫苗的研究也取得了可喜的进步,但这些疫苗免疫原性弱,诱导机体产生的免疫应答不够强,需要配合佐剂以提高其免疫原性。然而常规佐剂存在着一定的局限性,于是新型佐剂的研究受到越来越多的关注。对一些新型免疫佐剂的研究现状和应用前景进行简要的综述和分析。     

环境因子对中国海矮拟帽贝种群遗传多样性的影响

采用聚合酶链式反应和直接测序的方法研究了中国海矮拟帽贝(Patelloida pygmaea) 13个地理种群环境因子对其遗传多样性的影响。137个样本的COI部分序列(601 bp)中共发现217个多态位点,转换颠换比1. 25,界定30个单倍型。汕头种群呈现较高的遗传多样性,威海种群呈现较低的遗传多样性。与环境因子相关性分析发现,矮拟帽贝遗传多样性与年均温度、年均降水量、年均水汽压呈显著正相关(P <0. 05),与纬度、年均温度变异系数、日照百分率、日照时数呈显著负相关(P <0. 05)。形态主成分分析矮拟帽贝长重比(L/DW)、宽重比(W/DW)、高重比(H/DW)为形态变异主成分,且与年均降水量变异系数呈显著负相关(P <0. 05)。温度、降水、日照、水汽压是影响中国海矮拟帽贝遗传多样性的主导因子,南方种群比北方种群有更高的遗传多样性。