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.     

半滑舌鳎微卫星标记遗传连锁图谱的构建

利用全基因组测序方法筛选出微卫星标记,以渤海近海野生个体和人工养殖的半滑舌鳎(Cynoglossus semi-laevis)为亲本交配产生的F1全同胞家系为作图群体,构建了半滑舌鳎雌、雄微卫星标记遗传连锁图谱。用320对引物对父母本和92个F1个体进行遗传分析,共得到288个分离标记,其中包含112个偏分离标记(P<0.05)。其中雌性框架图包含242个标记,分布在21个连锁群上,总长度1 311.9 cM,标记间平均距离为4.9 cM,图谱覆盖率为83.3%;雄性框架图定位标记218个,21个连锁群,总长度1 316.2 cM,标记间平均距离为5.5 cM,覆盖率为82%。半滑舌鳎遗传连锁图谱的构建为半滑舌鳎重要经济性状QTL定位、分子标记辅助育种和性别控制奠定了重要基础。     

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.     

利用中国明对虾单对杂交亲本及其F↓（2）群体构建RAPD遗传连锁图谱

由中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)单对杂交亲本(G♀和G♂)及其F2为作图群体,构建了中国明对虾RAPD分子标记的遗传连锁图谱。109个引物共产生284个符合孟德尔分离规律的位点,符合1∶1孟德尔分离类型的位点共234个,符合3∶1孟德尔分离类型的位点50个。利用拟测交理论分别构建中国明对虾雌虾、雄虾的遗传连锁图谱。107个1∶1分离标记分布于雌虾连锁图谱中,包括31个连锁群,图谱总长度为1 406.1 cM,所有标记间的平均间隔为18.5 cM;91个1∶1分离标记分布于雄虾连锁图谱中,包括26个连锁群,图谱总长度为1 187.7 cM,所有标记间的平均间隔为18.27 cM;利用F2自交模型构建了雌虾和雄虾共同的分子标记,35个3∶1分离标记分布于雌雄共有的连锁图谱中,包括10个连锁群,图谱总长度为432.9 cM,所有标记间的平均间隔为17.3 cM。     

三疣梭子蟹遗传连锁图谱的初步构建

利用AFLP和SSR标记技术结合"拟测交"策略,以三疣梭子蟹莱州湾、舟山野生群体杂交(1♂×3♀)产生的F2代家系为作图群体,初步构建了三疣梭子蟹雌、雄性遗传连锁图谱。用经过筛选的60对AFLP引物和3对SSR引物对亲本及108个F2代个体进行遗传分析,共得到母本分离标记214个,其中155个标记(AFLP标记153个,SSR标记2个)符合1∶1孟德尔分离规律;父本分离标记195个,139个标记(AFLP标记138个,SSR标记1个)符合1∶1孟德尔分离规律。雌性图谱包括100个遗传标记,分布在9个连锁群,6个三联体,15个连锁对,图谱总长度为1544cM,标记平均间隔22.0cM,总覆盖率为52.9%。雄性图谱包括71个遗传标记,分布在6个连锁群,6个三联体,11个连锁对,图谱总长度1174.2cM,标记平均间隔24.0cM,总覆盖率为49.5%,图谱中遗传标记分布比较均匀。     

中华绒螯蟹37个多态性微卫星标记在亲子遗传中的分离方式分析

为了评估基因组扫描方法获得的中华绒螯蟹微卫星标记的遗传方式,随机选择60个候选三核苷酸微卫星标记,首先利用中华绒螯蟹F1家系双亲及其6个F1子代共8个样品进行PCR扩增验证和多态性检测,随后对多态性标记位点在80子代个体中的亲子遗传分离类型及连锁关系进行了分析。结果显示,42个（70.00%）位点得到清晰扩增产物,其中有5个单态微卫星位点和37个多态微卫星位点。多态位点中23个位点子代基因基因型为1：1：1：1分离类型,11个位点属1：1分离类型,余下3个位点为1：2：1分离类型。37个多态位点中35个位点（94.59%）的分离符合孟德尔分离比（P>0.05）,scaffold430598_213690和scaffold21303_16865位点显著偏离1：1：1：1分离比。35个分离比符合孟德尔分离比的位点中,scaffold240262_150253、scaffold216209_138892、scaffold293154_172768三个标记发生连锁关系,scaffold285640_169721和scaffold427534_212914发生连锁关系,scaffold507500_231891和scaffold92860_68250标记发生连锁关系。以上结果表明开发的候选微卫星标记适用于中华绒螯蟹亲子鉴定和遗传图谱构建。     

合浦珠母贝遗传连锁图谱的构建

用AFLP标记构建了印度合浦珠母贝(Pinctada fucata)全同胞家系的遗传图谱。用经过筛选的36对引物组合对父母本和62个子代个体进行遗传分析,共得到1 547个标记,包括581个1∶1分离标记。母本分离标记294个,其中178个符合1∶1孟德尔分离规律;父本分离标记287个,其中182个符合1∶1孟德尔分离规律。雌性框架图包括33个遗传标记,分布在14个连锁群中,标记间平均间隔24.3 cM,有2个3联体,11个连锁对,图谱总长度为488.5 cM。雄性框架图包括53个遗传标记,分布在19个连锁群中,标记间平均间隔30.5 cM,有4个3联体,10个连锁对,图谱总长度为1 035.5 cM。雌雄两个框架图中AFLP标记的分布都较均匀。雌雄基因组估算长度分别为1 168.4 cM和2 037.1 cM,图谱覆盖率分别为41.8%和50.8%。本研究为进一步构建高密度遗传连锁图谱及QTL定位分析奠定了基础。     

FIASCO法筛选鳜鱼微卫星标记

通过FIASCO(Fast Isolation by AFLP Sequences Containing repeats)法构建鳜鱼(Siniperca chuatsi)基因组微卫星富集文库,分离微卫星DNA序列并对其特征进行分析。鳜鱼基因组DNA经MseⅠ限制性内切酶消化后,选取200~800 bp的片段与MseⅠ接头连接,用生物素标记的寡核苷酸探针(AC)8、(CT)8、(AT)7、(GATA)8、(GATT)7与其杂交,杂交复合物结合到包被有链霉亲和素的磁珠上,变性洗脱获得单链目的片段,经PCR扩增形成双链,然后克隆到pGEM-T载体上,转化至DH5α中,首次成功构建鳜鱼基因组微卫星富集文库。对其中100个阳性克隆进行测序,60个(60%)含有微卫星序列(GenBank Accession Number:DQ789247~DQ789306)。成功设计了47对鳜鱼微卫星引物,并合成21对引物进行PCR扩增,结果筛选出18个多态性微卫星标记。结果表明:FIASCO法能有效提高筛选微卫星标记的效率。本研究筛选的微卫星标记可以用于鳜鱼遗传背景分析和遗传连锁图谱构建,并将为鳜鱼基因组结构分析、标记辅助育种以及数量性状位点(QTL)基因的定位等研究提供候选微卫星标记。     

RAPD标记在合浦珠母贝家系F1代的分离方式

对RAPD标记在合浦珠母贝F1代全同胞家系共27个样品中的分离方式进行了研究。从21条RAPD随机引物中筛选了8条引物用于扩增分析,结果共扩增出49个位点,其中正常位点47个(95.9%),异常位点2个(4.1%),即子代有扩增带而双亲无。47个正常位点中3个位点在F1中不分离(6.4%),44个位点发生分离(93.6%,即多态位点)。卡方检验表明,44个分离位点中32个符合孟德尔分离规律(72.7%),12个位点发生偏分离(27.3%)。符合孟德尔分离位点中按11分离位点占43.8%,31分离位点占56.2%,其中,父本特有标记、母本特有标记和双亲共有标记分别占28.2%,15.6%和56.2%,父本特有标记略多于母本特有标记。根据“双假测交”理论,11分离位点是构建F1代家系的作图位点。较高的11分离位点表明,利用RAPD标记构建合浦珠母贝遗传连锁图谱是可行的。     

日本蟳微卫星富集文库的建立与多态性标记的筛选

采用磁珠富集法筛选日本蟳微卫星分子标记。日本蟳基因组DNA经Sau3 AⅠ酶切后,收集400~1 200 bp大小的片段并纯化,利用生物素标记的寡核苷酸探针(AC)¹⁵从中筛选出含有微卫星序列的DNA片段,连接到pMD18-T载体中,构建富集微卫星序列的基因组文库,经PCR检测筛选出阳性克隆进行测序。从随机挑选的970个菌落中筛选出369个阳性克隆进行测序,结果86.99%(321个)含有微卫星序列,其中完美型占80.54%,非完美型占15.95%,混合型占4.28%。除使用的探针AC重复外,还得到GA、CT等重复序列。共设计出102对微卫星引物,其中65对能扩增出清晰条带,27对具有多态性。同时筛选出的微卫星标记可为今后研究日本蟳的分子遗传育种提供有效的遗传标记。     

半滑舌鳎多聚免疫球蛋白受体(pIgR)基因的克隆和表达分析

本研究根据半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)基因组数据库中预测的多聚免疫球蛋白受体(Polymeric immunoglobulin receptor, pIgR)序列,通过PCR和RACE技术获得了半滑舌鳎pIgR基因cDNA,全长为1419 bp,开放阅读框(ORF)为1020 bp,编码339个氨基酸,5′UTR区域为109 bp,3′UTR区域为290bp。保守结构域分析显示,半滑舌鳎pIgR蛋白包含1个信号肽,2个免疫球蛋白功能域(Ig-like domain, ILD)和1个跨膜结构域。经蛋白序列同源比对和系统进化树分析,发现半滑舌鳎pIgR与大菱鲆(Scophthalmus maximus)和牙鲆(Paralichthy solivaceus)的pIgR亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,pIgR基因在健康半滑舌鳎的不同组织中均有表达,在鳃中表达较高,在肌肉中表达最低。经哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)病原感染刺激后,pIgR基因在半滑舌鳎的5个组织(肝脏、脾脏、肾脏、肠和鳃)中均呈先上升后下降的趋势,其中,在脾脏和鳃中48 h达到最高值,在肝脏、肾脏和肠中72 h达到峰值。与内脏组织不同的是,pIgR基因在皮肤中呈一直上升的趋势。上述结果表明,pIgR基因在半滑舌鳎抵御哈维氏弧菌的免疫应答中发挥重要作用。     

半滑舌鳎含sox9基因BAC克隆的筛选及BAC-FISH定位

以本实验室构建的半滑舌鳎BAC文库为基础,通过对其进行有序混合,构建了两步PCR筛选体系;对性别决定相关的sox9基因的序列设计特异性引物,筛选获得阳性单一BAC克隆。利用BAC-FISH技术将包含sox9基因的BAC克隆定位在半滑舌鳎染色体上。结果显示,sox9基因在雌、雄半滑舌鳎的一对常染色体的长臂上分别存在两个杂交信号位点,信号稳定且特异。研究证实了该文库筛选体系的有效性;首次实现了对性别相关的sox9基因在半滑舌鳎染色体上的定位,其结果为揭示sox9基因参与鱼类性别控制的机制提供了重要基础。     

引起半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis Günther)鱼苗大规模死亡的神经坏死病毒病

2012和2013年,山东某育苗场15–20日龄的半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis Günther)鱼苗出现暴发性大规模死亡,7 d内死亡率高达90%–100%。本研究调查了疾病的发生情况和临床特征,采集病鱼样品进行了组织病理学检查,并运用RT-PCR方法进行了病原的检测和基因序列分析。结果发现,半滑舌鳎鱼苗一般在7月和8月发病,发病时养殖水温为22–24℃。病鱼游泳行为异常,表现为上下翻游、螺旋性游动、全身大幅度波浪状浮动症状,但病鱼体表无出血和溃疡症状。组织病理检查发现,病鱼脑和视网膜组织出现严重的空泡化及坏死。病鱼样品的RT-PCR检测结果全部呈鱼类神经坏死病毒阳性。对得到的RT-PCR产物测序,进行BLAST比对,发现该病毒与鱼类神经坏死病毒的赤点石斑鱼神经坏死病毒(Red-spotted grouper nervous necrosis virus, RGNNV)基因型的相似性达98%以上,而与鱼类神经坏死病毒的其他3个基因型：黄带拟鲹神经坏死病毒(Striped jack nervous necrosis virus,SJNNV)、红鳍东方鲀神经坏死病毒(Tiger puffer nervous necrosis virus, TPNNV)和条斑星鲽神经坏死病毒(Barfin flounder nervous necrosis virus,BFNNV)的相似性仅为71%–78%。由此可以判定,本研究发现的引起半滑舌鳎鱼苗大规模死亡的神经坏死病毒为RGNNV基因型,半滑舌鳎也是鱼类神经坏死病毒的天然宿主。该发现在半滑舌鳎疾病防治和鱼类神经坏死病毒的流行机制研究方面都具有重要意义。     

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。     

半滑舌鳎四倍体鱼苗的诱导与鉴定

采用静水压法处理半滑舌鳎(Cynoglossus semiliaevis)受精卵以抑制其卵裂并进行染色体加倍,筛选出有效的静水压处理起始时间、处理强度及其持续时间。结果表明,孵化水温(23±0.2)℃时,授精后21.5 min,采用40 MPa的静水压压力,休克处理4.5 min,四倍体诱导效果最好,鱼苗四倍体率达到68.3%。采用流式细胞仪分析了四倍体鱼苗细胞DNA含量,表明四倍体鱼苗细胞DNA含量为二倍体对照鱼苗的2倍。通过染色体制作分析表明四倍体鱼苗的染色体数为84条,而二倍体对照鱼苗的染色体数为42条。本研究采用静水压方法,在国内外首次建立了半滑舌鳎四倍体诱导方法。本项技术的建立旨在为大量生产半滑舌鳎三倍体不育群体奠定基础。     

Molecular cloning,genomic structure and expression analysis of major histocompatibility complex class Iα gene of half-smooth tongue sole (<Emphasis Type="Italic">Cynoglossus semilaevis</Emphasis>)

Major histocompatibility complex (MHC) has a central role in the adaptive immune system by presenting foreign peptide to the T-cell receptor. The full length of MHC class Iα cDNA was cloned from half-smooth tongue sole by homology cloning and rapid amplification of cDNA ends polymerase chain reaction (RACE-PCR), genomic organization and expression of MHC Iα were examined to study the function of MHC gene in fish. The domain structure feature and antigen-binding motifs of other teleost and mammals MHC are conserved in the half-smooth tongue sole MHC Iα gene. The deduced amino acid sequence of half-smooth tongue sole MHC Iα (GenBank accession no. FJ372720) had 12.1–61.8% identity with those of human and other fish. Eight exons and seven introns were identified in MHC Iα gene. Real-time quantitative PCR demonstrated that MHC Iα gene was ubiquitously expressed in normal tissues, while that in Vibrio anguillarum infected fish was significantly increased in intestines and decreased in spleen and liver from 24 to 72 h after infection, followed by a recovery to normal level after 96 h.     

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis) c-Jun基因的克隆及免疫应答分析

半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)AP-1家族转录因子c-Jun基因(Jun proto-oncogene)及其在免疫应答中的作用尚无报道.本研究根据半滑舌鳎转录组数据库中预测的c-Jun序列,通过RACE技术和PCR扩增方法获得了半滑舌鳎c-Jun基因cDNA全长2093 bp,CDS区域共981 bp,编码326个氨基酸,5'UTR区域377 bp,3'UTR区域735 bp.SMART分析显示,C-JUN蛋白具有2个结构域:AP-1家族典型结构域Jun,以及高度保守的亮氨酸拉链结构域(BRLZ).经蛋白多序列同源比对、系统进化树分析,发现半滑舌鳎c-Jun与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)c-Jun亲缘关系最近.实时荧光定量PCR分析显示,c-Jun基因在半滑舌鳎不同组织中普遍表达,在卵巢中表达量最高.鳗弧菌(Vibrio anguillarum)人工感染半滑舌鳎后,c-Jun基因在肝脏、脾脏、头肾、小肠、鳃、血液中表达量都出现不同程度上调,其中,鳃中变化最明显:感染12h后表达量达到0h时的13.20倍.使用LPS、PGN、PolyI:C和WGP病原模拟物刺激半滑舌鳎外周血淋巴细胞,结果显示,WGP诱导c-Jun基因上调表达,而LPS与PolyI:C均下调基因表达.以上实验结果表明,c-Jun基因在半滑舌鳎的免疫防御中发挥重要作用.     

雌雄半滑舌鳎脑垂体基因表达差异研究

为研究半滑舌鳎雌雄个体大小和生长速度差异悬殊的分子机理,采集来自同一亲本、同一发育阶段的半滑舌鳎雄鱼和雌鱼脑垂体,分别与Affymetrix的斑马鱼基因芯片杂交,筛选差异表达基因。芯片杂交结果显示二者共有1 051个基因检测到明显的杂交信号,其中上调基因486个,下调基因561个。进一步比较雄鱼和雌鱼杂交信号的比值(Ratio值),有39个基因的Ratio值小于0.6或大于1.5,其中sh3gl1b、meis2.1、acta1、Noxa、slc25a5这5种上调基因和col1a2、klf7、acta2这3种下调基因可能与半滑舌鳎雌雄生长差异相关。这一结果为深入研究半滑舌鳎雌雄性别分化与生长调控机制提供了新思路。     

半滑舌鳎促滤泡激素基因全长cDNA的克隆与组织表达分析

从半滑舌鳎Cynoglossus semilaevis Günther脑垂体中提取总RNA,利用RT-PCR和RACE技术首次克隆得到半滑舌鳎促滤泡激素（FSH）基因全长cDNA序列。半滑舌鳎FSHcDNA全长为541bp,开放阅读框为393bp,编码130个氨基酸（GenBank序列登录号：JQ277933）。发现一个N-糖基化位点：24～27NTT。与其他脊椎动物的FSH成熟肽氨基酸序列同源性比较表明,半滑舌鳎FSH与鲽形目和鲈形目鱼类FSH同源性为42％～49％,与鲤形目和高等脊椎动物FSH同源性为27％～319/5。用MEGA4．0软件构建了NJ树,获得的进化树表明,半滑舌鳎FSH与其他鱼类FSH聚类,亲缘关系较近。实时荧光定量组织表达分析表明,FSHmRNA除在垂体中大量表达外,其他组织也有表达,尤以脑、性腺表达量较高。半滑舌鳎FSHmRNA在垂体以外组织中的广泛表达,暗示FSH可能具有广泛的生理功能。     

半滑舌鳎养殖群体的性比与雌雄形态差异比较

为研究半滑舌鳎养殖群体幼鱼阶段的性比变化,实验用分子标记法鉴定半滑舌鳎遗传性别,用组织切片方法鉴定表型性别,并比较了表型雌雄的生长差异。结果发现,在半滑舌鳎幼鱼阶段,在遗传性别上,雌雄所占比例约为1∶1,差异不显著(P>0.05)。在表型性别上,雌雄比例约为1∶3,差异极显著(P<0.01)。表型雄性中,由遗传性雄性和遗传上为雌性而表型上为雄性的"伪雄鱼"两部分组成。在养殖群体中,表型雌性、伪雄鱼和雄性三者的比例大致为1∶1∶2。养殖现场反映的雌性约占1/4的情况与本研究结果基本一致。本研究没有发现遗传上为雄性,而表型上为雌性的个体。在6～8月龄间,伪雄鱼的全长、体质量处于表型雌性与正常雄性之间,与两者均无显著差异。在相似全长范围内,雄鱼体高小于雌鱼,雄鱼的全长/体高的平均值为4.05,雌鱼的平均值为3.89,雄鱼的全长/体高比值显著大于雌鱼(P<0.05),此比值可以作为区分雌雄鱼苗种的参考。