三疣梭子蟹微卫星富集文库的构建与群体遗传分析

采用富集文库-菌落原位杂交法分离了30个三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的微卫星标记.三疣梭子蟹基因组DNA经HaeⅢ酶切连接后.用固定了((AC)15和(AG)15探针的尼龙膜((Hybond N+)捕捉含有微卫星的片段.转化至大肠杆菌DH5α中.构建三疣梭子蟹微卫星富集文库.菌落原位杂交后.任意选取150个克隆进行测序.阳性克隆率为85.48%.利用软件设计了105对微卫星引物.筛选到稳定扩增标记56对.采用30个三疣梭子蟹个体进行多样性评价.30个位点均表现出多态性.观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)及多态性信息含量(PIC)的范围分别为0.2222～1.000 0、 0.4367～0.9099和0.350～0.892.本研究筛选的微卫星位点将为下一步三疣梭子蟹遗传多样性分析、家系分析、遗传图谱构建和QTL定位等研究提供基础依据.     

微卫星DNA标记用于三疣梭子蟹家系亲子关系的鉴定

以定向交尾技术构建的4个谱系清晰的家系为材料,检测两对微卫星标记Pot17和Pot42在三疣梭子蟹家系鉴别中的应用效果。结果表明,两个位点在4个家系的5个已知父母本和98个后代中共检测出11个等位基因,其中Pot17位点6个,Pot42位点5个。分析显示,上述检出的等位基因频率在0.0291和0.3592之间,Pot17和Pot42位点的期望杂合度分别为0.7740和0.7577,观测杂合度分别为0.6214和0.6796,多态信息含量分别为0.7373和0.7129。根据已知亲本和子代基因型,推断出了4个家系全部亲本的基因型。Pot17和Pot42微卫星标记具有达0.995的较高累积个体识别率,可以用于三疣梭子蟹的亲子关系鉴定。     

三疣梭子蟹型微卫星标记的发掘及多态性分析

为发掘三疣梭子蟹Ⅰ型微卫星标记,实验运用生物信息学方法,从NCBI数据库已公开的13 985条三疣梭子蟹EST序列中搜索微卫星位点.结果显示,共搜索到287个微卫星位点,其中主要为二核苷酸重复序列(173个),占总数的60.3％;其次为三核苷酸重复序列(79个),占总数的27.5％;四、五、六核苷酸重复位点较少;在二核苷酸重复位点中,AC/GT重复位点最为丰富,占二核苷酸重复位点总数的53.8％,AG/CT重复次之,占二核苷酸重复位点总数的37.0％,AT和GC重复较少.挑选14个Ⅰ型微卫星标记在野生三疣梭子蟹群体中进行多态性检测,发现8个位点呈多态性,平均多态信息含量(PIC)和平均遗传杂合度(H)分别为0.57和0.63.其中6个多态性位点的PIC值大于0.5,呈现较高多态性特征.研究表明,基于三疣梭子蟹EST数据发掘Ⅰ型微卫星标记的方法切实可行.本研究发掘的Ⅰ型微卫星标记将为三疣梭子蟹遗传多样性评估、遗传连锁图谱构建和QTL分析提供有效的分子标记.     

河鲈微卫星引物筛选

利用GenBank中获得的近缘物种微卫星序列设计的20对引物,对河鲈养殖群体20个个体基因组DNA进行扩增,发现8对引物能扩增出特异性谱带,获得32个等位基因,5个位点的等位基因数大于或等于4个,多态信息含量0.3680～0.7395,5个位点多态信息含量为高度多态(PIC＞0.5).期望杂合度范围在0.4154～0.7936,观测杂合度普遍高于期望杂合度.个体识别率范围在0.180～0.620,累积个体识别率为0.9899,单一微卫星位点的个体识别率普遍低于0.8,未出现高度多态性遗传标记.非父排除率范围在0.2537～0.6185,累积非父排除率0.9937,4个位点的非父排除率高于0.5,属于高度多态性遗传标记.     

富集文库－菌落原位杂交法筛选栉孔扇贝的微卫星标记

应用微卫星富集文库─菌落原位杂交法,筛选得到了40个栉孔扇贝的微卫星标记.用固定了(AG)15和(AC)15探针的尼龙膜(Hybond N )捕捉含有微卫星DNA的片段,经洗脱、PCR扩增和TA克隆,构建栉孔扇贝的微卫星富集文库.利用ECL试剂盒(Amersham公司)标记的(AG)15和(AC)15探针进行菌落原位杂交筛选微卫星富集文库,阳性克隆经测序获得微卫星DNA.富集文库中1200个重组克隆经过菌落原位杂交后,532个(44.3%)为阳性克隆.任意挑选100个克隆测序,结果显示所有的克隆都至少含有一个微卫星位点.利用软件设计了65对特异性PCR引物,40对能扩增出清晰的带谱;利用48个栉孔扇贝个体评价微卫星位点,分析表明37个位点具有多态性.不同的位点获得的等位基因数目为2～14个不等,37个多态性位点共获得258个等位基因,平均每个位点获得7.0个等位基因.观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)及多态性信息含量值(PIC)的范围分别为0.1000～1.0000、0.1197～0.9831和0.1172～0.9782.结果表明,富集文库─菌落原位杂交法适合大规模筛选目标物种的微卫星标记.     

漠斑牙鲆微卫星标记筛选及美国群体遗传结构分析

采用磁珠富集法筛选适合漠斑牙鲆遗传多样性分析的微卫星分子标记。筛选共获得43条序列,其中完美型26个,占60.5%;非完美型14个,占32.6%;复合型3个,占6.9%。选取其中14对特异性好且扩增效率高的微卫星引物,对采自美国北卡罗来纳州沿海的漠斑牙鲆野生群体和养殖群体进行遗传多样性及遗传结构比较分析。研究结果表明,12对引物的扩增产物具有多态性,其中7个位点为高度多态(PIC>0.5)。两个群体中共检测到90个等位基因。12个多态性微卫星位点在两个群体中的平均观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.36和0.57。9个位点在整个群体中呈现出不同程度的偏离遗传平衡(P<0.05),且偏离平衡的位点均表现为杂合子缺失(Fis>0)。野生群体和养殖群体间的遗传距离为0.1115,群体间的遗传分化微弱(Fst=0.0438)。     

中国对虾微卫星DNA引物的设计及筛选

根据建立的中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)部分基因组文库,对筛选的含微卫星DNA序列的克隆设计了28对引物,筛选出5对微卫星多态性引物,并用这5对引物对中国对虾的养殖群体20个个体进行了遗传多样性分析。在这5个微卫星位点中,虽然．RS0871位点是多态位点,但其等位基因数、杂合度和多态信息含量都比较低。其余4个微卫星位点可产生6～8个等位基因,等位基因的大小分布在142～364bp,基本上符合引物设计时理论产物长度。这些微卫星位点的期望杂合度的范围为0．7577～0．8064,表明它们都有较高的杂合度。仅有位点RS0956的观察杂合度与期望值有较大的出入,其他微卫星位点的这两值基本相符。有4个微卫星位点的PIC值较高,在0．7180～0．7709。因此,除RS0871位点以外的4个微卫星位点均可用于中国对虾种群遗传结构分析,这将为中国对虾品种选育、种系评估提供更多的微卫星DNA信息。     

基于RAD-seq技术的长体圆鲹二、三核苷酸重复微卫星标记开发与评价

通过对长体圆鲹(Decapterus macrosoma)基因组进行RAD-Seq高通量测序,共获得58 180条微卫星序列,选取112条二、三核苷酸重复的微卫星序列设计引物,经筛选后,共获得27个具有多态性的微卫星标记。利用一个长体圆鲹群体对通过筛选的微卫星标记的种群遗传学特征进行评价。结果显示,27对引物扩增的序列中18个位点为二核苷酸重复,重复次数为9～14次,9个位点为三核苷酸重复,重复次数为6～10次,等位基因数(Na)为5～17 (平均10.6),表观杂合度(Ho)为0.342 9～0.857 1 (平均0.631 7),期望杂合度(He)为0.538 3～0.911 8(平均0.796 8),多肽信息含量(PIC)为0.497～0.886 (平均0.780 9),除1个位点外,其他位点PIC值均大于0.500,表明开发的微卫星位点具有较高的多态性。"哈迪-温伯格"平衡(HWE)检测结果显示,19个标记等位基因频率符合HWE。连锁不平衡检测表明各位点间无连锁不平衡现象。该研究开发的27个微卫星标记可为长体圆鲹种群遗传学研究提供基础。     

仿刺参微卫星标记的筛选及群体遗传结构分析

采用FIASCO(Fast Isolation by AFLP Sequences Containing Repeats)方法构建了仿刺参基因组富集CA微卫星序列的基因组短片段文库,筛选得到118条微卫星DNA序列。根据重复单元的排列特点,完美型共83个,占70.4%;非完美型共30个;占25.4%;复合型标记5个,占4.2%。选取其中20条微卫星序列设计引物进行多态性检测,并利用这20对引物对采自中国、韩国(西海岸及东海岸)、俄罗斯和日本沿海的野生仿刺参以及美国沿海的具疣拟刺参进行遗传多样性水平和遗传结构分析。结果表明,所设计的20对引物的扩增产物均具有多态性,其中16个位点为高度多态(PIC>0.5)。遗传多样性分析结果显示,20个微卫星座位的平均观察杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)分别为0.39和0.69,共检测到231个等位基因(102个有效等位基因),在每个座位上获得3～20个等位基因,平均等位基因数为11.6个,20个位点在6个群体中不同程度偏离遗传平衡(P<0.05),所有群体在整体上均表现为杂合子缺失(Fis>0);5个仿刺参群体间的遗传相似系数在0.71以上,相似性较高,而仿刺参群体与具疣拟刺参的相似性则较低。聚类分析结果表明,中国群体与韩国西海岸群体聚类成一支,而俄罗斯群体、韩国东海岸群体和日本群体聚类成另外一支,聚类的先后与它们在地理分布上的海域位置有一定的相关性。     

基于 Roche 454 GS FLX 的钝吻黄盖鲽(Pleuronectes yokohamae)微卫星标记的开发

利用 Roche 454 GS FLX 平台测序技术进行了钝吻黄盖鲽微卫星引物筛选,并采用聚类分析的方法对得到的5641个微卫星位点进行类比分析,得到247种多态性位点,其中完美型占52.22%,非完美型占20.24%,复合型占27.54%,(AC)n、(AG)n 两碱基重复类型的比例是44%,重复次数在10次以上的占总数的87.5%。随机选取11个位点的微卫星引物,采用5个野生个体,利用荧光标记和毛细管电泳进行多样性评价,4个位点偏离 Hardy-Weinberg 平衡,不同位点得到的等位基因范围为3?8,平均等位基因数为5.0。平均观望杂合度(Ho)、平均期望杂合度(He)及平均多态性信息含量(PIC)分别为0.588、0.788和0.670。结果表明,454 GS FLX 提供了一种直观、高效开发微卫星的方法。     

Assessing the genetic structure of three Japanese flounder (Paralichthys olivaceus) stocks by microsatellite markers

Ten highly variable microsatellite loci were used to investigate one common population and two selected hatchery populations of Japanese flounder Paralichthys olivaceus. All of the 10 microsatellite loci screened in this study showed marked polymorphism. A total of 76 different alleles were observed over all loci. The number of alleles per locus ranged from 3.67 to 8.67. The average of observed (Ho) and expected heterozygosity (He) ranged from 0.610 to 1.000, and from 0.536 to 0.821, respectively. A total of 14 unique alleles were found in common population, and 3 unique alleles each were found in susceptible and resistant populations. The effective number of alleles varied from 2.14 for Po35 to 5.60 for Po91. The number of genotypes ranged from 5.33 for Po56 to 12.33 for Po1. Compared with the common population, the two selected hatchery populations, susceptible and resistant, showed significant genetic changes such as fewer alleles per locus, a smaller number of low-frequency alleles, and a small number of unique alleles and a small number of genotypes, all indicative of a reduction in genetic diversity. Intentional or accidental release of selected Japanese flounders into natural sea areas might result in disturbance of local gene pools and loss of genetic variability. So, it is needed to monitor genetic variability of selected hatchery populations for the conservation of natural Japanese flounder resources.     

长江草鱼多态微卫星位点的分离及后备亲鱼的遗传多样性分析

本研究采用磁珠富集法分离了10对具有多态性的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)微卫星位点,并对140条长江野生草鱼组成的后备亲鱼群体的遗传结构进行了分析。结果显示:本试验得到的草鱼微卫星序列主要是以2个碱基为重复单位、重复次数在5～22之间的多重复单元,重复次数在10次以上的微卫星序列较易得到多态性;77个微卫星座位中,完美型、非完美型和混合型微卫星标记所占的比例分别为87.01%、2.60%和10.39%;群体遗传分析显示,10个多态性微卫星座位中,除了GC39座位外,其它座位都符合哈迪-温伯格平衡,适用于草鱼群体的遗传结构分析;每个座位检测到3～8个等位基因,平均有效等位基因数为3.9302,多态信息含量在0.4129～0.8107之间变动,平均为0.6678,除了GC78座位为中度多态外,其他9个座位均为高度多态。基因分化系数、Shannon指数、平均观测杂合度和平均期望杂合度的平均值分别为0.3457、1.4262、0.9511和0.7193,表明该群体的遗传多样性比较丰富。     

用微卫星DNA技术对中国对虾人工选育群体遗传多样性的研究

利用微卫星技术对中国对虾人工选育群体第1代和第6代群体的遗传多样性进行了分析。对10个微卫星位点进行了扩增,共产生74个等位基因,每个位点产生的等位基因数从3到13不等。在两个群体中,所观察到的等位基因数都比有效等位基因数多。多态信息含量PIC值0．5567～0．8877,说明这10个微卫星位点在中国对虾中具有较高的信息含量。两个群体的平均杂合度分别为0．6400(CP1)、0．6300(CP6),并通过计算基因型的P值,确定了对Hardy-Weinberg平衡的偏离情况。对Fis值的计算表明两个群体内共有5个微卫星位点存在杂合度观察值过剩的现象。两个群体的Shannon多样性指数分别为1．6830、1．7382,整个选育群体(两个群体作为一个群体)的遗传多样性指数为1．7742。从遗传多样性所占的比例来看,96．415％的遗传变异是来自群体内,只有3．585％的遗传变异是来自群体间。两个群体间的相似性系数高达0．9187,彼此间的遗传距离仅为0．0848,体现出人工选育群体的遗传分化程度较低。结果均说明第6代群体还有较大的选育潜力,可以继续保持遗传效应,最终保证选种育种工作的成功。     

三角帆蚌微卫星位点筛选及多态性分析

采用磁珠富集法,以生物素标记的(CA)10寡核苷酸为探针,构建了三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)基因组微卫星富集文库。根据微卫星位点的侧翼序列设计引物,随机挑选扩增出与预期大小相符的32对引物,引物荧光标记后对24个三角帆蚌个体分别进行PCR扩增,共筛选出20对多态性较好的引物。结果表明,20个微卫星位点的等位基因数为5～20,有效等位基因数2.321 3～13.260 3。观察杂合度和期望杂合度分别为0.318 2～1.000 0和0.582 5～0.946 1;PIC值0.547 2～0.919 9;其中14个位点符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。本研究筛选的20个微卫星标记可作为三角帆蚌遗传多样性、种群遗传结构等研究的理想分子标记。     

仿刺参自然群体和养殖群体间遗传变异的微卫星标记研究

应用微卫星DNA技术对仿刺参自然群体和养殖群体遗传多样性进行了研究。在经过筛选的9个座位中,每个座位检测到的等位基因数为4～12个。自然和养殖群体中,有效等位基因平均数分别为6.5556和5.8889,观测杂合度的平均值分别为0.6416和0.5635。根据群体中各座位等位基因频率计算出两群体间的遗传相似度为0.7970、遗传距离为0.2269。对两群体进行Hardy-Weinberg平衡检验发现,两群体在某些位点都出现了杂合子缺失现象,特别是养殖群体在位点Psj2022,其Hardy-weinberg遗传偏离指数达0.5164。结果表明,与自然群体相比,仿刺参养殖群体存在杂合度降低,遗传多样性下降的现象,这可能与人工养殖过程中,亲本群体较小,引起近交机会增加有关。应制定相应的渔业生产和管理措施加以保护,以使仿刺参养殖持续健康发展。     

Population genetic structure of sea cucumber, Stichopus japonicus in Korea using microsatellite markers

Sea cucumber ( Stichopus japonicus ) is a commercially valuable species in Korea. We examined the genetic characteristics of sea cucumber populations in Korea using microsatellite markers. A total of 144 sea cucumbers from five populations were typed for nine polymorphic microsatellite loci. A total of 139 different alleles were found over all loci and many alleles were unique. The average number of allele per locus ranged from 6 to 18.4. The average observed and expected heterozygosities ranged from 0.532 to 0.626 and from 0.719 to 0.789 respectively. All populations showed significant departure from Hardy–Weinberg equilibrium at almost all loci except one (Psj2409). This deviation was in the direction of heterozygote deficit. A phylogenetic tree revealed two distinct clusters. One cluster was formed by the eastern sea population. A second cluster consisted of the subpopulations of the western and southern sea populations. The eastern sea population showed genetic differences such as a larger number of alleles per locus, a larger number of unique alleles and a smaller number of the most common alleles, suggesting a higher genetic diversity in this population. These results provide basic information on natural population genetic structure of S. japonicus in Korea.     

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。     

西南大西洋阿根廷滑柔鱼遗传多样性的微卫星分析

西南大西洋阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)是重要的经济大洋性头足类,其种群结构较为复杂。本研究采用8个微卫星标记,对西南大西洋阿根廷滑柔鱼群体的遗传多样性进行了检测。8个基因座位上,共检测出172个等位基因,每个基因座位检测到10～30个等位基因不等。8个位点的平均观测等位基因数为21.500 0,平均有效等位基因数为12.074 1。各位点的观测杂合度(Ho)变化范围为0.300 0～0.775 0,期望杂合度(He)为0.484 2～0.977 0,平均观测杂合度为0.504 6,平均期望杂合度为0.873 4。8个微卫星位点的多态信息含量(PIC)平均值为0.853 6。以卡方检验估计Hardy-Weinberg平衡,发现8个基因座位均不符合Hardy-Weinberg平衡。Fst分析显示该群体无明显的遗传分化。研究结果揭示:西南大西洋阿根廷滑柔鱼种群显示了高水平的微卫星多态性,该海域阿根廷滑柔鱼群体的遗传多态性水平在经历了近十年的密集捕捞压力后没有明显的变化,同时证明微卫星分子标记是研究该物种自然种群的有利工具。     

Microsatellite multiplex panels for population genetic analysis of red sea bream <Emphasis Type="Italic">Pagrus major</Emphasis>

In this study, multiplex PCR panels were developed to amplify 20 microsatellite markers for red sea bream, Pagrus major, with the aim of reducing labor and material costs associated with genetic analysis of this species. The usefulness of these panels was validated in 200 fish collected at five sampling locations. The occurrence of null alleles was suggested at five markers, which were dropped from further analysis. The remaining 15 microsatellite loci showed high levels of heterozygosity (H _E range 0.34–0.97, H _O range 0.32–1) and a wide range in the number of alleles per locus (A; range 5–46). Increasing the number of microsatellite loci from three to ten and 15 improved the performance of the panels for population differentiation (F _ST) and estimation of Nei’s (D _S) genetic distance. The results of this study confirm the usefulness of genotyping a large number of microsatellite DNA markers to expand our knowledge of red sea bream population genetics.     

Isolation and characterization of 16 polymorphic microsatellite markers from Nibea albiflora

Nibea albiflora is a commercially important fish species in China. Herein we report 16 novel polymorphic microsatellite markers in Nibea albiflora by using the 5′ anchored polymerase chain reaction (PCR) technique. The characteristics of these loci were estimated by using a sample of 30 individuals. A total of 79 alleles were detected with an average of 4.9 alleles per locus. The number of alleles per locus ranged from three to nine. The polymorphism information content (PIC) values for the 16 microsatellite loci ranged from 0.3131 to 0.7910. The observed and expected heterozygosity per locus ranged from 0.2333 to 1.000 and from 0.3452 to 0.8421, with an average of 0.7248 and 0.6592, respectively. Four loci significantly deviated from Hardy–Weinberg equilibrium after Bonferroni correction (P < 0.0031), and no significant linkage disequilibrium between pairs of loci was found. This study provides useful information for studies on genetic diversity and structure, construction of genetic linkage maps of N. albiflora, and effective management of this fish resource.