非标记探针HRM法在中国对虾EST-SNP筛选中的应用

利用高分辨率溶解曲线(High resolution melt,HRM),结合非标记探针技术,对中国对虾转录组EST测序序列中的118个候选SNP位点进行了位点多态性检测,获得了39个具有二等位基因多态性的SNP位点,占总候选位点的比例为33.1%。对这些SNP位点在一个48尾中国对虾群体中的多态性进行了分析,结果表明,观测杂合度Ho和期望杂合度He的分布范围分别为0.000～0.947和0.049～0.506,有效等位基因数分布范围为1.051～1.999,平均为1.574;多态信息含量分析显示39个位点的PIC值范围为0.0476～0.375,平均为0.272。另外,基因功能注释表明,39个多态SNP所在contig序列所对应的基因大都与免疫相关。以上这些结果表明,非标记探针HRM是一种简单快速而有效的SNP开发技术,可为中国对虾群体遗传学和遗传育种分析提供有效的候选标记。     

泥蚶34个EST-SSR标记的开发及在格粗饰蚶中的通用性检测

利用泥蚶转录组高通量测序、拼接获得的大量EST序列开发SSR标记,在1123条EST序列里筛查到73条含有SSR位点的EST序列,其中54个位点适合设计引物,在位点两侧设计引物并进行PCR扩增.结果显示,46对引物获得稳定扩增的位点,引物在泥蚶奉化群体的多态性检测中发现,有34对引物表现出多态性,共扩增出122个等位基因,各位点的等位基因数Na为2～7个,平均每个位点产生3.59个等位基因,观测杂合度Ho、期望杂合度He、多态信息含量PIC范围分别为0.000 ～ 0.600、0.078 ～0.771、0.106～0.718;Hardy-Weinberg平衡检测显示,13个位点偏离了平衡状态;用Nr和Swiss-Prot蛋白质数据库对含有多态性SSR的EST进行了基因注释,25个SSR位点来自注释基因序列.将34对泥蚶多态性SSR引物在格粗饰蚶中进行了通用性检测,结果有1 1对成功扩增,8对表现为多态,通用率为23.53％,这些通用引物可用于两种蚶的遗传多样性评价、系统进化分析、比较作图和基因发掘等研究.     

基于胡鲇科和鲇科ESTs序列初步筛选兰州鲇EST-SSR分子标记

利用SSRHunter软件对现已公布的鲇形目(Siluriformes)中胡鲇科(Clariidae)和鲇科(Siluridea)共2002条EST(Expressed Sequence Tag)序列筛选兰州鲇(Silurus lanzhouensis)微卫星标记,并分析其序列丰度和分布特征。结果共发现209个微卫星序列,占整个ESTs数据库的10.44%;其中三碱基重复序列数量最多,占ESTs数据库中发现微卫星序列总数的35.62%;二、四、五、六碱基重复序列分别占微卫星序列总数的28.31%、25.57%、7.76%、2.74%。根据侧翼序列,设计125对引物,随机选取58对进行扩增鉴定及多态性筛选。结果显示29对引物能稳定扩增,16对引物具有多态性,每个位点等位基因数2~7个(平均3.75),观测杂合度(Ho)0.133 2~0.732 2(平均0.405 1),期望杂合度(He)0.198 2~0.848 3(平均0.560 2),多态信息含量(PIC)0.124 1~0.794 5(平均0.506 5)。研究表明,借用已有鲇形目鱼类ESTs数据库筛选到的兰州鲇微卫星标记质量较好,可为兰州鲇种质资源保护、微卫星连锁图谱构建、经济性状的QTL定位及分子标记辅助育种奠定基础。     

基于EST序列的鲤鱼生长相关SNP发掘

以本研究室454测序获得的EST序列和公共数据库中下载的共255，768条鲤鱼EST序列为源序列，鉴定出与生长相关的EST序列5，375条；采用QualitySNP软件，在31个EST重叠群中检测到69个可信度高的与生长相关的SNP，SNP发生频率为0．29／100个碱基。其中包括转换型35个，颠换型30个和缺失型4个。非同义SNP为46个，同义SNP为23个，二者比值为2．0。对所鉴定的SNP进行注释表明，这些包含SNP的生长相关基因归为20类，数量最多的为血纤维蛋白溶酶原基因4个、其次是载脂蛋白基因和磷酸甘油醛脱氢酶基因分别为3个。本研究所开发的SNP将促进鲤鱼生长性状的分子基础研究，为鲤鱼分子育种服务。     

凡纳滨对虾EST微卫星标记初步筛选

对161 075条凡纳滨对虾dbEST(database of “Expressed Sequence Tags”)的数据进行SSR序列筛选,搜索参数为二~六核苷酸重复6次以上(包括6次),共获得含SSR的EST序列12 600条,占整个凡纳滨对虾dbEST数据库的7.8%,其中二核苷酸重复10 104条,占总ESTSSR序列的80.2%; 三核苷酸重复2 036条(16.1%),四核苷酸重复336条(2.7%),五核苷酸重复35条(0.3%),六核苷酸重复89条（0.7%）。大部分发现的微卫星序列为完美型(perfect)的重复序列。在二核苷酸所获得的SSR重复单元中,AG/CT是优势重复单元,共分布4 820条,占二核苷酸各重复单元的47.8%;其次是AC/GT重复,共分布3 584条,占二核苷酸各重复单元的35.4%;最后是AT/TA 和CG/GC,分别占二核苷酸各重复单元的16.6%和0.2%。通过对凡纳滨对虾EST序列中SSR位点信息的发掘分析,共设计77对微卫星引物,在10个个体中成功扩增的引物有54对,成功扩增率为70.1%。其中多态性丰富的引物28对,多态率为51.9%。等位基因数为2～5,PCR产物大小为140～600 bp。本研究筛选的ESTSSR标记将为凡纳滨对虾的分子遗传学研究、种质鉴定等提供可靠的工具。     

黄条鰤生长性状全基因组关联分析

利用2b-RAD技术对119尾黄条鰤(Seriola lalandi)个体进行测序,共获得黄条鰤SNP分子标记26665个,对黄条鰤个体的体质量和全长这2个重要生长性状进行全基因组关联分析,筛选与体质量和全长性状相关的SNP位点和候选基因。结果显示,黄条鰤体质量性状中共筛选到17个体质量显著关联的SNP位点,找到17个可能的候选基因,全长性状共筛选到12个潜在显著关联位点,找到12个可能的候选基因。利用KEGG数据库对可能的候选基因进行Pathway分析,得知候选基因主要参与了细胞或组织生长发育相关的代谢通路调控过程,可能是影响黄条鰤生长性状密切相关的重要候选SNP位点和功能基因,结果可为今后黄条鰤种质资源可持续利用和育种提供遗传信息资料积累。     

大叶藻EST-SSR标记开发及其在大叶藻群体遗传多样性研究中的应用

本研究从NCBI的EST数据库中下载大叶藻EST序列共计10 659条,从中得到SSR位点共65个,SSR发生频率为1.7%,平均分布距离为21.7 kb。其中三核苷酸为优势重复类型,占49.2%,二核苷酸数量仅次于三核苷酸,占33.8%。基于65条含有SSR的EST序列,设计并合成了30对引物,其中26对引物的扩增产物单一,片段大小与预测的相近或较大。在由16个大叶藻个体组成的群体中,其中8对引物的扩增条带具有多态性。利用这8对引物对青岛汇泉湾大叶藻自然群体进行了遗传多样性分析,结果表明,8个SSR共检测出33个等位基因,平均每个SSR能检测出4.1个等位基因,多个遗传多样性参数表明,青岛汇泉湾大叶藻群体具有较高的遗传多样性（Ho=0.538 2;He=0.577 6;I=0.560 7）。本研究开发的EST-SSR标记,可进一步丰富大叶藻SSR标记信息,为大叶藻分子生态和群体遗传研究提供更多的标记选择。     

黄条生长性状全基因组关联分析

利用2b-RAD技术对119尾黄条(Seriola lalandi)个体进行测序,共获得黄条SNP分子标记26665个,对黄条个体的体质量和全长这2个重要生长性状进行全基因组关联分析,筛选与体质量和全长性状相关的SNP位点和候选基因。结果显示,黄条体质量性状中共筛选到17个体质量显著关联的SNP位点,找到17个可能的候选基因,全长性状共筛选到12个潜在显著关联位点,找到12个可能的候选基因。利用KEGG数据库对可能的候选基因进行Pathway分析,得知候选基因主要参与了细胞或组织生长发育相关的代谢通路调控过程,可能是影响黄条生长性状密切相关的重要候选SNP位点和功能基因,结果可为今后黄条种质资源可持续利用和育种提供遗传信息资料积累。     

文蛤30个微卫星标记的开发及在斧文蛤和帘文蛤

利用磁珠富集法构建的基因组文库和EST文库开发了30个文蛤多态性微卫星标记。8个G-SSR和22个EST-SSR多态性位点共获得140个等位基因,平均等位基因数为4.67,多态性信息含量、观测杂合度、期望杂合度分别介于0.172~0.744、0.040~0.720、0.187~0.793之间;G-SSRs的平均等位基因数、平均多态性信息含量、平均观测杂合度和平均期望杂合度都较EST-SSRs高;Hardy-Weinberg平衡检测发现,24个位点偏离了平衡状态;利用BLASTx对含多态性SSR位点的EST进行功能注释,11个位点来自注释基因序列。 将30对文蛤多态性SSR引物分别在斧文蛤和帘文蛤中进行了通用性检测,通用率分别为30%和40%。这些微卫星多态性位点的获得,为进一步开展文蛤遗传多样性分析、种质资源评价、分子标记辅助选育等奠定基础,并且可用于文蛤、斧文蛤和帘文蛤的比较作图、基因发掘和QTL定位等研究。     

厚壳贻贝抗菌肽mytilin和myticin的cDNA基因的克隆与序列分析

抗菌肽是贻贝免疫系统中的一个重要组成部分,也是目前海洋生物抗菌肽研究的重要内容。在贻贝抗菌肽家族中,mytilin和myticin是目前贻贝抗菌肽研究中发现成员最多,丰度最高的两个家族,在贻贝免疫系统中占有重要的地位。为了解厚壳贻贝抗菌肽mytilin和myticin的基因组成及其多样性机制,通过设计特异性引物,以厚壳贻贝血细胞cDNA文库为模板进行PCR扩增以筛选文库,共克隆到8条mytilin的同源cDNA序列和9条myticin的同源cDNA序列,并对其基因序列及推导的氨基酸序列进行了序列比对和变异位点初步分析。上述研究为将来深入研究厚壳贻贝的免疫机制及筛选具有开发价值的抗菌肽分子奠定了理论基础。     

基于黄河鲤新品系IGF2b基因SNPs获取体系的建立及在该品系选育中的应用

为了建立鲤IGF2b (insulin-like growth factor 2)基因全基因组信息SNPs (single nucleotide polymorphism)的获取体系,并验证该获取体系在黄河鲤新品系选育中运用的适用性,本研究首先对10个不同鲤品种的33个鲤个体重测序数据进行分析,整体上了解IGF2b基因的单核苷酸位点及其在基因组上的分布情况。然后在基因组DNA水平上分段获取IGF2b基因的SNPs信息,并以不同的鲤品种验证引物的适用性,最后在黄河鲤新品系中检测其应用。研究结果:获得8对聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)引物进行分段克隆的结果,并通过直接测序和限制性片段长度多态性来获取相应的SNPs。经过直接测序,本文对黄河鲤、建鲤、黄河鲤和建鲤的正反交后代进行PCR检测发现条带单一,目地片段正确;结合黄河鲤新品系的体重数据,本文又以IGF2b~(3#)引物检测到一个与体重明显相关的SNPs,同时检测到一个与该基因表达量相关的另一个SNPs。本研究的方法能够在该基因全基因组范围内开展鲤分子育种中SNPs的检测,并验证发现黄河鲤新品系IGF2b~(3#)引物227号位点处,出现的突变位点使体重降低,且有一处SNPs与其表达量有关。这将为其他物种、其他功能基因的多态性分子标记研究提供思路。     

半滑舌鳎有效群体大小估计

为了解半滑舌鳎当前的群体遗传结构，探究半滑舌鳎有效群体大小(N_e)发展趋势及现状，实验通过性别特异性分子标记随机鉴定了800尾半滑舌鳎的遗传性别，选取297个遗传雌性半滑舌鳎样本进行简化基因组测序(2b-RAD)，获得了64 416个可用SNP标记，利用这些标记进行全基因组范围的连锁不平衡分析得到各染色体上连锁不平衡分布；根据标记间不同物理间距进行半滑舌鳎有效群体大小的估计，初步了解各历史世代下有效群体规模；通过选择0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 Mb等7个不同染色体片段大小反映出半滑舌鳎群体遗传结构经过自然与人工共同选择的历史发展趋势。结果显示，半滑舌鳎有效群体大小随其连锁不平衡程度衰减而呈连续下降趋势，至2世代前其有效群体大小仅为29尾左右。     

大黄鱼性别特异SNP标记的开发与验证

大黄鱼是我国养殖量最大的海水经济鱼类,其雌鱼生长显著快于雄鱼,但两性的外部形态差异不明显,也没有异形性染色体,依靠传统方法无法对其活体准确进行生理性别和遗传性别的判别与鉴定,需要开发性别特异的分子标记。本研究从2尾雌鱼和2尾雄鱼、以及分别由50雌鱼与50尾雄鱼组成的2个混合样品的基因组重测序数据比较中筛选与性别显著关联的SNP位点,对其中11个位点分别设计引物在15尾雌鱼和15尾雄鱼中扩增出PCR产物进行Sanger测序验证,鉴定出1个与性别完全连锁的位点(SNP6,15尾雌鱼均为纯合、15尾雄鱼均为杂合)。然后,设计等位基因特异性PCR引物,其中包括2条雌性与雄性通用引物和1条雄性特异引物,在闽—粤东族与岱衢族大黄鱼合计近2 200个个体中进行扩增,结果在全部雌鱼中都只扩增出1个348 bp的条带,而在全部雄鱼中还扩增出1个194 bp的Y染色体特异条带,检出率达到100%。研究表明,大黄鱼属于XX♀-XY♂类型的性别决定。本研究鉴定出一个雄性特异SNP标记,并建立了一种新的大黄鱼遗传性别鉴定技术,为大黄鱼单性育种、基因组选择育种和性别决定分子机制研究提供了重要的技术手段。     

大口黑鲈肌球蛋白重链基因SNPs的筛选及与生长性状的关联

肌球蛋白是肌肉细胞的重要组成成分,影响肌纤维的组成和肌肉生长。为了研究肌球蛋白重链(MYH)基因多态性与大口黑鲈生长性状的相关性,本研究采用PCR技术扩增得到编码区序列全长为9759 bp的大口黑鲈MYH基因,该基因包含37个外显子和36个内含子,编码1940个氨基酸。采用直接测序法在MYH基因上筛选到8个单核苷酸多态性标记(SNP)位点(A-305G、G-558C、A-2784C、A-2816G、T-4765A、C-6206T、C-6811T和G-6935T),有4个位于外显子上,其中2个属于同义突变。用SNa Pshot方法对从同批繁殖、同塘养殖的大口黑鲈"优鲈1号"群体中随机选取的430尾个体中各位点的基因型进行检测。结果显示,内含子上的A-2784C和A-2816G位点完全连锁,所有位点在大口黑鲈"优鲈1号"群体中的平均有效等位基因数、平均观测杂合度和平均期望杂合度分别为1.635、0.406和0.373,仅C-6206T、C-6811T和T-4765A位点的基因型频率分布符合Hardy-Weinberg定律。采用一般线性模型分析各位点与大口黑鲈生长性状之间的相关性,研究发现,C-6811T位点CC基因型个体的体质量和全长显著大于TT基因型,CC基因型个体的体高和尾柄长显著大于CT和TT基因型,其余位点不同基因型个体间的生长性状均不存在显著差异。C-6811T位点与生长性状显著相关,可作为大口黑鲈分子标记辅助育种的候选标记。     

仿刺参疣足数量SNP遗传力评估

随着测序技术的发展，基于单核苷酸多态性(SNP)分子标记的遗传力估计比传统法准确性更高，已被广泛应用于动植物育种中。本研究对不同地理仿刺参(Apostichopus japonicus)群体的疣足数量进行重测序全基因组水平的SNP遗传力估计，结果显示，次等位基因频率(Minor allele frequency, MAF) >0.05时，在50K SNP基础上均匀抽样，不同SNP密度的仿刺参疣足数量SNP遗传力估计均值范围为(0.566±0.022)~(0.612±0.003)；MAF>0.1时，SNP遗传力估计均值范围为(0.586±0.015)~(0.615±0.016)，说明50K低密度SNP标记足够捕获数量性状基因座(QTL)大效应和小效应；同时，染色体水平SNP遗传力估计值显示，单个染色体对遗传力的贡献和其长度显著相关，暗示仿刺参疣足数量是一个复杂的数量性状，与该性状相关的基因效应位点散布在各染色体，并由多基因共同作用。本研究结果可为海参低密度SNP芯片的设计开发及海参遗传参数评估提供一定的理论依据。     

A preliminary identification of genomic loci for body colour variation in the sea cucumber Apostichopus japonicus

The sea cucumber Apostichopus japonicus is one of the most economically important aquaculture species in China, which shows a distinct characteristic of body colour variation. A number of purple variants were obtained in the coast of China, which shows great potential to develop a niche market. In the present study, to understand the genetic basis of green‐purple colour variation, a genome‐wide association study based on the 2b‐RAD sequencing was conducted. As a result, 8,795 genome‐wide single nucleotide polymorphism (SNP) markers were obtained and then applied to the association analysis. Ten most associated SNP loci with p‐value <1.0 × 10^–8 were obtained, and they were assigned to 4 chromosomes (chr17, chr21, chr15 and chr05). In genomic regions neighbouring to those SNPs, 33 candidate genes with annotation were obtained and the endothelin‐converting enzyme‐1, which was reported to be involved in pigmentation variation, was identified. To our knowledge, this is the first report of the genetic locus for body colour variation in this species. These findings will be useful for the fine mapping of the determining gene for body colour variation of A. japonicus.     

吉富尼罗罗非鱼Ikaros基因5''调控区的克隆、序列分析及抗无乳链球菌相关SNP位点筛选

为获得尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)抗链球菌病相关的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记,本研究通过染色体步移法克隆了尼罗罗非鱼Ikaros基因5′调控区序列,长度为4178 bp,并使用生物信息学软件对Ikaros基因的启动子和转录调控元件进行预测和分析。利用PCR产物直接测序法从亲本(P0)尼罗罗非鱼Ikaros基因5′调控区中筛查到5个SNPs,分别为SNP1(g.562,GA)、SNP2(g.217,GT)、SNP3(g.–53,CT)、SNP4(g.–220,TC)和SNP5(g.–579,TC)。利用Snapshot技术对子一代(F1)尼罗罗非鱼易感群体和抗病群体进行相应SNPs的基因分型,分析两个群体遗传多样性参数,结果显示多态信息含量(polymorphism information content,PIC)值在0.0872~0.3747之间,表明Ikaros基因5′调控区中所有SNPs的多态性均较低。Ikaros基因5′调控区SNPs与抗链球菌病性状关联分析结果表明,SNP2、SNP3、SNP4和SNP5的基因型频率和等位基因频率在易感群体和抗病群体中存在显著差异(P0.05)。连锁不平衡分析结果显示Ikaros基因5′调控区SNPs可形成1个单倍块和5种单倍型,其中GGCTT单倍型与抗病性显著相关(P0.05),GGTCT和GTCCC单倍型与易感性显著相关(P0.05)。此外,还发现SNP2和SNP5处于完全连锁状态(r~2=1,LOD=57.25,D′=1),可作为罗非鱼抗链球菌病遗传育种的标签SNP。综上所述,在Ikaros基因5?调控区筛选到4个抗链球菌病相关SNPs和1个单倍型(GGCTT),均可作为尼罗罗非鱼分子育种的候选分子标记。     

Simultaneous presence of infectious hypodermal and hematopoietic necrosis virus (IHHNV) and Type A virus-related sequence in Penaeus monodon from India

Detection of infectious hypodermal and hematopoietic necrosis virus (IHHNV) in shrimp is complicated by the fact that certain virus-related sequences are integrated into the genome of Penaeus monodon in some parts of the world, which has been reported so far from Africa and Australia. In this study, we evaluated the highly specific and sensitive diagnostic primer sets for detection of infectious IHHNV and integrated virus-related sequence in 177 samples of P. monodon from India. A nested primer set, IHHNV648F/R and IHHNV309F/R was used to specifically detect infectious IHHNV and not the virus-related sequences. IHHNV was detected in 67.4% postlarvae (PL) and 34% adult samples using this primer set. The OIE recommended primers IHHNV392F/R and IHHNV389F/R gave positive reaction for 86.7% PL and 67% adult samples, while the primer pair 77012F and 77353R gave positive reaction with 46.7% PL and 20% adult samples. These primers were found to detect virus-related sequence integrated into the shrimp genome. The analysis of virus-related sequence by MG831F/R primers showed that 33.7% PL and 31.7% adult shrimp possessed Type A virus-related sequence. 22.8% PL and 10.5% adults had both IHHNV and Type A virus-related sequence. Cloning and sequencing 832 bp virus-related sequence from P. monodon from India revealed presence of five shrimp DNA markers between 439 and 825 bp. This study is the first conclusive report on the presence of Type A virus-related sequence in P. monodon from India.