中国对虾4代人工选育群体与1个野生群体遗传多样性分析及差异SNP位点筛查

利用 2b-RAD 技术对中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) 2015 年、2016 年、2017 年、2019 年 4 代选育群体和野生群体合计 821 尾个体进行简化基因组测序, 分析中国对虾人工选育群体和野生群体遗传多样性特征, 挖掘在持续人工选育过程中受选择的 SNP 位点。测序共得到 83767 个 SNP 位点, F-统计结果显示, 野生群体与选育群体间遗传分化系数(FST)均值为 0.022, 野生群体与 2019 年选育群体之间遗传分化程度最高为 0.0260, 与 2015 年选育群体之间遗传分化程度最低为 0.0190; 野生群体与选育群体之间遗传分化系数(FST)均小于 0.05, 为弱遗传分化。 群体主成分分析(PCA)结果显示野生群体与选育群体之间遗传结构未发生明显改变。遗传多样性统计结果表明,野生群体与选育群体期望杂合度(He)均值分别为 0.1716 和 0.1806, 观测杂合度(Ho)均值分别为 0.1861 和 0.1943, 多态性信息含量(PIC)均值分别为 0.1428 和 0.1515, 核苷酸多态性(Pi)均值分别为 0.1732 和 0.1813, 其中 2017 年、2019 年选育群体各遗传多样性指数与野生群体相比均存在显著差异(P＜0.05)。对不同世代选育群体与野生群体进行选择消除分析, 分别得到 92 个、103 个、166 个、117 个受选择 SNP 位点, 共有位点数目为 4 个。相邻世代选育群体之间等位基因频率逐代上升的共有位点数目为 7107 个, 其中 3674 个位点显著偏离哈迪–温伯格平衡(P＜0.05); 等位基因频率逐代下降的共有位点数目为 8501 个, 其中 4101 个位点显著偏离哈迪–温伯格平衡(P＜0.05)。研究结果表明, 中国对虾经过累代人工选育, 依然具有较高的遗传选育潜力, 可以继续作为人工选育材料。     

草鱼选育群体不同世代遗传变异的微卫星分析

为了分析草鱼(Ctenopharyngodon idella)选育群体不同世代的遗传变异和遗传结构, 本研究利用了已建立的一套标准微卫星标记对草鱼长江选育群体 F0、F3、F4 进行了遗传变异的评估, 并与黑龙江选育群体和珠江选育群体进行了遗传变异的比较分析。实验结果表明长江选育群体的各世代均具有高度的遗传多样性(PIC＞0.05), 且长江选育群体的遗传多样性相对于黑龙江和珠江选育群体的遗传多样性水平更高(P＜0.05)。遗传分化指数(Fst)分析结果表明, 长江选育群体 F0、F3、F4 之间遗传分化的水平较低(0     

利用微卫星荧光多重PCR技术分析壳白长牡蛎3代人工选育群体的遗传多样性

为了探讨壳白长牡蛎人工选育对群体遗传变异的影响,实验利用4个多重PCR组合共10个微卫星标记分析了连续3代壳白长牡蛎人工选育群体和野生群体及基础群体的遗传多样性。结果发现,6个群体的平均等位基因数量为7.2~12.6,等位基因丰度为6.8~11.0,期望和观测杂合度分别为0.672~0.769和0.486~0.542;与野生群体相比,3代选育群体的平均等位基因数显著降低,但平均期望杂合度并无显著差异。哈迪—温伯格平衡检验结果显示,在60个群体—位点组合中有39个群体—位点组合显著偏离哈迪—温伯格平衡,近交系数F_(is)范围为0.215~0.342。群体间遗传分化指数F_(st)范围为0.005~0.076,处于中—低等的遗传分化水平。研究表明,虽然连续选育对群体的遗传多样性和遗传分化造成了一定程度的影响,但人工选育群体依然表现为较高的遗传多样性,仍可以一定的选择压力对选育群体进行人工选育。     

菲律宾蛤仔人工选育群体与野生群体的遗传多样性分析

本研究利用10对微卫星标记对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)人工选育群体与野生群体进行遗传多样性分析。结果表明,每个位点的等位基因数为3~12个,期望杂合度范围为0.307~0.757,观测杂合度范围0.208~0.583。等位基因丰富度AR的大小范围是3.0~10.7,PCR扩增产物片段大小在178~390 bp,共得到63个等位基因,平均等位基因数范围从4.4(白蛤)到5.1(龙王塘野生群体),野生群体等位基因丰富度最大(5.278),白蛤群体的等位基因丰富度最小(4.267)。哈迪–温伯格检验发现4个群体和10对微卫星的40个组合中,有21个组合显著偏离哈迪–温伯格平衡状态。Kruskal-Wallis检验表明各个群体间的平均等位基因丰富度无显著差异。4个群体遗传分化系数F_(st)在0.086~0.180,遗传分化最大的是白斑马蛤群体与龙王塘野生群体(F_(st)=0.180),遗传分化最小的是白蛤群体和海洋橙群体(F_(st)=0.086)。人工选育群体表现为中度分化水平(F_(st):0.086~0.113);龙王塘野生群体与人工选育群体表现为较大分化水平(F_(st):0.134~0.180)。结果表明,人工选育群体的遗传多样性仍然比较高,但连续的选育对群体的遗传多样性和遗传分化有一定程度的影响。     

长牡蛎3代人工选育群体的微卫星分析

进行群体选育时,因近交机率增加和有效亲本数的减少,可能导致选育群体的遗传多样性下降,进而引起选育群体的性状衰退。为监测长牡蛎人工选育群体在选育过程中的遗传差异,实验应用微卫星DNA标记对长牡蛎野生和人工3代选育群体及其基础群体的遗传多样性进行了研究。微卫星10个位点在所有群体中均表现出较高的多态性,6个群体的平均等位基因数范围为24.0～29.7个,期望和观测杂合度分别为0.925～0.956和0.724～0.809。与野生群体和基础群体相比,长牡蛎选育3代群体的平均等位基因数和等位基因丰富度略有下降,但杂合度水平未发生明显变化。哈迪—温伯格平衡(HWE)检验结果显示,60个群体—位点组合中47个群体—位点组合显著偏离HWE平衡(P<0.05)。Fis指数均为正值,平均范围0.152～0.233,表明各群体在10个位点上表现为一定程度的杂合子缺失。各群体间Fst值的范围为0.008～0.025,遗传分化程度较弱。结果表明,连续3代的人工选育尚未明显降低长牡蛎群体的遗传多样性,仍可以一定的选择压力对选育群体进行人工选育,从而保证长牡蛎的优良生长性状得到持续提高。     

福建牡蛎选育群体的遗传多样性

利用8个微卫星标记对福建牡蛎(Crassostrea angulata)基础群体、‘金蛎1号’选育系F6和野生群体进行遗传多样性分析。结果表明,每个位点在各群体的等位基因数为7~24个,各群体在所有位点的平均等位基因数为10.3~17.6个,平均等位基因丰度为9.8~16.8。平均观测杂合度和平均期望杂合度分别为0.655~0.662和0.788~0.872。经邦弗朗尼校正,哈迪–温伯格平衡检验结果显示,在24个群体–位点组合中18个群体–位点组合显著偏离平衡(P0.01)。群体内近交系数F_(is)值介于0.0095~0.2874,平均值为0.1992,遗传分化系数F_(st)介于0.0224~0.1627,平均值为0.0767,暗示选育群体中存在较低水平的非随机交配现象,属于中度偏低分化。研究表明,连续的选育对群体的遗传分化产生了一定的影响,但是,选育群体仍然具有较高水平的遗传多样性。     

翘嘴鳜连续4代选育群体遗传多样性及遗传结构分析

利用微卫鳜星分子标记技术对翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)选育群体世代F1至F4的遗传结构进行分析,并以长江中游野生翘嘴作为对照群体。结果显示:筛选出的7个微卫星位点在5个实验群体中共检测到了149个等位基因;随着选育的进行,4个世代群体遗传多样性参数逐代下降,平均等位基因数从5.14下降到2.57,平均观测杂合度从0.405下降到0.229,平均多态信息含量从0.702下降到0.424。野生群体与选育群体间的遗传距离逐代增加(从0.345 4到0.751 7),遗传相似度逐代减小(从0.707 9到0.471 6),遗传分化指数逐代增大(从0.093 8到0.239 7)。结果表明,经过连续4代选育,部分位点的基因型逐渐趋向纯合,在多数位点上4代群体仍表现出较高遗传多样性。     

中华绒螯蟹野生群体和不同水系人工选育群体的遗传多样性分析

本研究利用10个微卫星分子标记分析了中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis) 3个不同水系人工选育群体(“长江1号”、“光合1号”和七里海河蟹)和1个海河流域自然群体的遗传多样性和遗传分化水平。结果显示，10个位点在4个群体中的等位基因数(N)为3~17，平均等位基因数为8.5~9.7，平均期望杂合度为0.720~0.745，平均观测杂合度为0.566~0.661，平均多态信息含量为0.687~0.716，近交系数(Fis)范围为–0.080~0.827。在40个群体–位点组合中，有13个群体–位点组合显著偏离哈迪–温伯格平衡(P<0.05)。遗传多样性分析结果显示，与海河自然群体相比，3个人工选育群体遗传多样性水平略有降低，但仍保持在较高水平，具有较大的选育潜力。遗传分化分析结果显示，群体间遗传分化指数(Fst)范围为0.015~0.075，遗传相似度为0.7702~0.9401，遗传距离为0.0617~0.2611。基于Nei’s遗传距离构建了群体UPGMA系统进化树，自然群体和“光合1号”聚为一支，而七里海河蟹群体单独聚为一支。综上所述，4个中华绒螯蟹群体间的遗传分化水平较低，群体遗传多样性较高。本研究将为中华绒螯蟹选育繁育和种质资源利用与管理等提供理论基础。     

大黄鱼连续4代选育群体遗传多样性与遗传结构的微卫星分析

利用13个多态性微卫星位点分析了大黄鱼官井洋优快01品系F1到F44个选育世代的遗传结构与遗传多样性变化情况。结果显示,随着选育的进行,4个世代群体遗传多样性指标值渐次下降,F1到F413个微卫星位点的平均多态信息含量从0.638下降到0.524,平均等位基因数从5.462下降到4.308,平均观测杂合度从0.779下降到0.532,平均Shannon多样性指数从1.356下降为1.092。F1与其后各代遗传相似系数逐渐减小(从0.7194到0.5813),遗传距离逐渐增加,而相邻世代间的遗传相似性逐步升高,遗传分化指数(FST)渐次变小(F1～F2为0.0619,F2～F3为0.0511,F3～F4则为0.0475)。随着选育的进行,微卫星位点LYC0002和LYC0054等位基因频率有规律地发生变化,推测其可能与选育性状存在遗传上的相关。结果表明,经过连续4代的选育,部分不利基因遭到淘汰,选育群体的遗传基础逐步得到纯化,基因型逐渐趋向纯合、稳定,经进一步的选育可望获得较稳定的品系。     

基于简化基因组测序的中国明对虾3个选育世代遗传多样性分析

本研究基于简化基因组测序(2b-RAD)技术，对中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis) “黄海2号” 2015~2017年3个连续选育世代(G9~G11)的亲本群体、共649个个体进行了简化基因组测序，并对这3个亲本群体进行了遗传结构和遗传多样性分析。实验在3个选育世代中共获得66985个SNP位点。遗传分析的结果显示，G9~G11平均核苷酸多样性(Pi)分别为0.1439、0.1587和0.1674，平均观测杂合度(Ho)分别为0.1388、0.1515和0.1609，多态信息含量(PIC)分别为0.1241、0.1360和0.1430。G9~G11亲本群体的遗传多样性整体呈现一定的上升趋势，但差异不显著。F检验显示， 3个世代总的Fst值为0.0061，G9~G11相邻世代群体间遗传分化程度较弱(G9~G10为0.0029, G10~G11为0.0026)，表明相邻世代的遗传距离逐渐减小。3个世代间基因交流充分，基因流为62.91~94.63。本研究表明，人工定向选育工作的推进对中国明对虾选育群体遗传多样性和遗传结构产生了一定的影响：在固定的选择压力下(4%~5%)，亲本群体的遗传多样性并无降低的趋势，中国明对虾选育群体遗传分化小，遗传结构趋向稳定。研究结果为进一步制定中国明对虾选育计划提供基础遗传数据和科学的理论指导。     

基于微卫星评估草鱼放流亲本对野生群体遗传多样性的影响

利用筛选的13对草鱼多态性微卫星标记,开展了2011至2015年长江中游草鱼亲本增殖放流对野生群体遗传多样性的影响评估。通过对各位点的遗传多样性分析,13个微卫星位点的多态信息含量为0.8622(0.657~0.950),基因多样度为0.8555(0.675~0.936)。15个群体的有效等位基因数为7.4503~10.1536,等位基因丰度为11.483~15.204,说明15个草鱼群体的遗传多样性水平总体较高。遗传分化指数分析表明,群体间不存在显著遗传分化(FST5%)。通过贝叶斯聚类分析和主成分分析可将草鱼群体分为4个组群,根据分组结果以及来源划分分别对草鱼群体进行AMOVA分析,发现遗传变异大部分来自于群体内个体间,组间及组内群体间的分化水平较低(FCT5%,FSC5%),与FST分析结果一致。研究表明,当前草鱼亲本增殖放流模式对野生群体遗传结构影响不明显。     

Do dams increase genetic diversity in brown trout (Salmo trutta)? Microgeographic differentiation in a fragmented river

Abstract – Local genetic differentiation may potentially arise in recently fragmented populations. Brown trout is a polytypic species exhibiting substantial genetic differentiation, which may evolve in few generations. Movement (semi‐)barriers in rivers may cause fragmentation, isolation and genetic differentiation in fish. In the Måna River (28 km) flowing from the alpine Lake Møsvatn to the boreal Lake Tinnsjø, construction of four hydropower dams during the period 1906–1957 have fragmented the previously (since last Ice Age) continuous wild resident brown trout population. Samples from the two lakes (N = 40) and six sites in the river (N = 30) isolated at different times were analysed at nine microsatellite loci. All populations showed substantial genetic variation (mean number of alleles per locus 5.3–8.9, observed heterozygosity 0.57–0.65 per population, overall F_st = 0.032). Pairwise multilocus F_st estimates indicated no significant differentiation between populations in the two lakes, and no or little differentiation in the lower river (F_st = 0.0035–0.0091). The microgeographic differentiation among wild resident trout at these sites was less than expected based on similar previous studies. However, results from the upper river, in particular the site immediately below the Lake Møsvatn outlet and dam, indicated isolation (F_st > 0.035). Calculation of genetic distances and assignment tests corroborated these results, as did a significant correlation between years of isolation (since dam construction) and F_st. The population structuring is most likely a result of fragmentation by dams, which has increased overall genetic diversity. This increased local differentiation may be caused by natural selection, but more likely by genetic drift in small, recently fragmented populations. Increased local genetic diversity by genetic drift does not justify conservation measures aiming at preserving genetic diversity.     

Genetic variability of cultured populations of the Pacific abalone (Haliotis discus hannai Ino) in China based on microsatellites

The genetic diversity of cultured populations of the Pacific abalone (Haliotis discus hannai Ino) from northern China was analysed using seven microsatellite markers. The microsatellite loci were polymorphic for all the populations, with an average of 8.7 alleles per locus (range 8.0–9.4). The mean observed and expected heterozygosities were 0.547 (range 0.500–0.596) and 0.774 (range 0.754–0.787) respectively. The allelic diversity in terms of number of alleles per locus was considerably lower than that previously found in wild populations (range 21.8–23.0), indicating that bottleneck effects occurred when each population was founded. Significant genetic differentiation among the five cultured populations was shown using F_st and R_st values, and pairwise comparison based on allelic distribution. A neighbour‐joining analysis of the genetic distance did not show a consistent relationship between the geographic and the genetic distances, suggesting the existence of exchanges of breeds and eggs between the hatcheries. The results obtained in this study are useful for a number of areas of interest for fisheries management and the aquaculture industry, especially with regard to breeding programmes.     

基于线粒体控制区的许氏平鲉养殖群体与野生群体比较研究

为研究许氏平鲉养殖群体与野生群体遗传结构及遗传多样性状况,采用PCR扩增获得许氏平鲉线粒体DNA控制区高变区片段,并对其进行比对分析。结果显示,在长度为451 bp的线粒体控制区片段中,养殖群体单倍型多样度(0.540±0.067~0.815±0.021)明显低于野生群体(0.883±0.053~0.944±0.028),而核苷酸多样度(0.001±0.001~0.007±0.004)与野生群体(0.004±0.003~0.007±0.004)相差不大,遗传多样性水平均较低。在52个单倍型中,养殖群体仅占12个,且有6个单倍型与野生群体共享。群体间遗传分化指数和AMOVA分析结果显示,养殖群体和野生群体之间以及养殖群体之间的遗传分化较大,而野生群体间遗传变异较小,组群间的遗传分化较小且不显著(ΦCT=-0.013;P0.05)。单倍型最小跨度树和NJ系统发育树均未检测到明显的谱系结构。     

三疣梭子蟹选育家系微卫星分析

采用微卫星标记技术分析不同世代三疣梭子蟹选育家系的遗传结构。利用16个多态性微卫星位点分析了三疣梭子蟹家系F1到F4 4个选育家系的遗传结构与遗传多样性变化情况。结果显示,随着选育的进行,4个世代家系遗传多样性指标值逐渐下降,F1到F4 16个微卫星位点的平均多态信息含量从0.675 3下降到0.406 1,平均等位基因数从3.500 0下降到2.133 3,平均观测杂合度从0.643 5下降到0.4774,平均等位基因纯合率从0.566 9下降到0.402 4。对各个位点进行H-W检验,每个世代出现不同程度的平衡偏离。对各家系进行F-检验,结果表明,各家系存在不同程度的遗传分化,19.07%的遗传分化来自群体间,80.93%的遗传分化来自群体内。另外,对FIS值的计算显示,4个家系在整体上均表现为一定程度的杂合子缺失,其中F4有12个位点、F3有6个位点、F2有3个位点、F1有8个位点处于杂合子缺失状态。遗传距离逐渐增加,相邻世代间的遗传相似性逐步升高。经过连续4代的选育,选育群体的遗传基础逐步得到纯化,基因型逐渐趋向纯合、稳定,经进一步的选育可望获得较稳定的品系。     

河蚬微卫星引物筛选及洪泽湖野生群体遗传结构分析

利用磁珠富集法筛选了河蚬10对中高度多态性的微卫星引物,并分析了洪泽湖河蚬4个野生群体的遗传结构.结果表明,每个群体至少有4个位点经Bonferroni校正后显示杂合不足,显著偏离了Hardy -Weinberg平衡(P＜0.013)；4个群体平均期望杂合度均大于0.752,显示出较高的遗传多样性水平,蒋坝、临淮群体遗传多样性高于高良涧和老子山群体；突变-漂移平衡分析结果显示,4个群体在IAM模型下偏离了突变-漂移平衡,高良涧群体在TPM模型下偏离了突变-漂移平衡,且表现杂合过剩,说明少数群体即将或曾经经历瓶颈效应,群体数量已出现波动；群体间AMOVA分析表明,洪泽湖河蚬群体间遗传分化程度较低(FST=0.017 7＜0.05),仅有1.77％的变异来自群体间,并没有形成显著的遗传结构,在种质资源保护和管理上可视作一个单元,这为河蚬种质资源保护和合理开发利用提供了理论指导.     

大泷六线鱼放流群体与野生群体遗传多样性比较

基于线粒体DNA控制区高变区部分序列和4对微卫星标记，对大泷六线鱼放流群体及自然海域群体的遗传多样性与遗传差异进行了比较分析。线粒体DNA控制区序列分析的结果显示，413尾个体共检测到单倍型117种，其中仅Hap_3、Hap_7和Hap_17为共享单倍型，占总单倍型数目的2.5%；放流、野生群体特有单倍型分别为20种和66种，分别占总单倍型数的17.09%和56.41%，放流群体特有单倍型数明显低于野生群体；放流群体和野生群体核苷酸多样性分别为0.005 1~0.006 7和0.005 8~0.007 5，单倍型多样性分别为0.856 7~0.949 9和0.883 1~0.954 9，遗传多样性均较高。微卫星标记分析结果显示，放流、野生群体平均等位基因数(N_a)分别为13~44和13~27，平均多态信息含量为0.885 6和0.874 0，均具较高的遗传多态性；群体遗传结构分析结果表明，放流、野生群体间遗传分化水平较低。研究表明，山东近海大泷六线鱼放流群体与野生群体均具有较丰富的遗传多样性，且遗传结构未存在显著的群体分化。     

棘头梅童鱼七个野生群体遗传多样性的微卫星分析

为研究中国沿海地区棘头梅童鱼群体的遗传多样性,利用微卫星标记技术,采用9对微卫星引物对中国连云港(LYG)、大丰(DF)、崇明(CM)、舟山(ZS)、温州(WZ)、宁德(ND)、厦门(XM)棘头梅童鱼7个野生群体的遗传多样性和遗传结构进行了分析。结果显示,实验检测到63个等位基因,各位点等位基因数为3~13个,有效等位基因数为1.7510~8.0317;各位点的观测杂合度(Ho)为0.3596~0.7854,期望杂合度(He)为0.4300~0.8780;多态信息含量(PIC)为0.3604~0.8631,其中有2个位点表现为中度多态(0.25PIC0.5),7个位点表现为高度多态(PIC0.5),具有较丰富的遗传多样性水平。Hardy-Weinber平衡分析显示,7个群体的大部分位点未偏离平衡。基于群体间Nei氏标准遗传距离构建的7个野生群体UPGMA系统进化树结果显示,ND和WZ群体遗传关系最近,ZS和WZ群体遗传关系最远,WZ和ND聚为一支,但总体上没有显著的遗传分化。     

基于线粒体控制区序列的光裸方格星虫群体遗传多样性分析

为了解光裸方格星虫的群体遗传结构和种质资源状况,对北部湾海域光裸方格星虫6个地理野生群体(广西北海、湛江、钦州、防城港、海南儋州,以及越南海防)共93个个体的线粒体DNA(mtDNA)控制区序列进行分析。共检测到107个变异位点,定义了85个单倍型,序列对AT有明显的偏倚性,群体总的单倍体多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.998和0.018 89。单倍型邻接聚类树分析6个群体无明显分支,各单倍型分布于单倍型网络中介图中亦没有明显的地理分支。各群体间的遗传分化系数Fst值为–0.018 13~0.028 05,遗传分化极不明显,AMOVA分析显示光裸方格星虫的遗传差异主要来自群体内(99.74%)。中性检验Tajima’s D和Fu’s Fs值均为负值,核苷酸不配对分布图呈明显的单峰形,提示光裸方格星虫群体在历史上曾出现群体扩张,推算出扩张时间为距今171万年前。目前光裸方格星虫仍具有较高的遗传多样性,6个地理群体间无明显遗传分化,存在频繁的基因交流,推测种群在早更新世曾出现群体扩张。