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。     

国内虹鳟代表性养殖群体的高通量SNP芯片检测及遗传分析

本研究旨在对国内虹鳟(Oncorhynchus mykiss)代表性养殖群体开展全基因组水平的遗传评估。利用57K单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)芯片,检测了来自不同地域的6个虹鳟养殖群体样本共计48尾,包括黑龙江虹鳟、黑龙江金鳟、四川虹鳟、四川金鳟、北京虹鳟和北京金鳟,共获得有效SNP位点50201个,在中国虹鳟中的多态比例达到97.7%,表明该芯片虽然基于美国和挪威虹鳟群体设计,但对中国群体同样具有良好的适用性。各群体最小等位基因频率均值为0.240~0.267,与国外主流养殖群体相近,黑龙江虹鳟、四川虹鳟和北京虹鳟群体内遗传多样性丰富,多态位点比例为83.6%~84.9%,与国外主流养殖群体相近,而黑龙江金鳟、四川金鳟和北京金鳟,多态位点比例相对较低,在60.2%~76.9%范围内。应用6个中国虹鳟群体和2个美国虹鳟群体数据开展系统发育分析、主成分分析和群体遗传结构STRUCTURE分析,结果显示8个群体可分为3个祖源类群,其中3个金鳟群体为遗传联系较紧密的一个类群,黑龙江虹鳟和北京虹鳟为一个类群,而四川虹鳟与2个美国虹鳟群体为一个类群,部分中国养殖群体中有显著离群个体存在,表明群体遗传背景不均一。本研究表明,高密度SNP芯片在我国虹鳟养殖群体遗传分析中具有广泛的应用前景,能够为种质资源评估、本土化良种培育、制种和引种工作提供基因组水平的参考信息。     

“宁芯2号”大黄鱼基因组育种芯片的开发及验证

为了开发适用于我国大黄鱼(Larimichthys crocea)育种的稳定的育种芯片, 本研究在大黄鱼 600 K 高通量单核苷酸多态性(SNP)分型芯片“宁芯 1 号”的基础上, 开发了大黄鱼 55 K 育种芯片“宁芯 2 号”。“宁芯 2 号”选取大黄鱼单倍域(haplotype block)内具有代表性的 SNP 位点, 并集成与大黄鱼刺激隐核虫抗性、耐高温性状相关联的 SNP 位点。开发完成的“宁芯 2 号”最终集成了 54077 个高质量的 SNP 位点, 这些位点在大黄鱼基因组内分布均匀。应用“宁芯 2 号”对来自 6 个群体的 756 尾大黄鱼进行测试, 结果表明该芯片的分型成功率均在 98.4%以上, 多态性位点比例均在 91.2%以上。“宁芯 2 号”具有稳定、准确、快速、价廉的优势, 预计能够在大黄鱼品种定向遗传改良和全基因组分子模块育种研究工作中发挥重要作用。     

单核苷酸多态性及其在水产动物遗传育种中的应用

单核苷酸多态性（SNPs）是广泛存在于基因组中的一类由单个碱基转换或颠换引起的DNA序列多态性。它是继限制性片段长度多态性（RFLP）、微卫星标记（SSR）之后的新一代分子标记,已广泛应用于构建遗传连锁图谱、QTL定位、关联分析及研究群体遗传结构与亲缘关系等方面。本文主要介绍了SNPs的概念、特点及检测SNPs的主要方法,综述了SNPs在水产动物遗传育种中的研究进展,以期将SNPs更广泛地应用于水产动物群体遗传、分子标记辅助育种和生物进化等研究领域。     

栉孔扇贝转录组来源单核苷酸多态性位点的多态性分析

应用高分辨率熔解曲线技术对栉孔扇贝转录组来源的单核苷酸多态性位点进行验证分型和多态性分析.根据栉孔扇贝转录组单核苷酸多态性位点序列信息,对其中150个位点设计引物和探针,在4个栉孔扇贝野生群体中进行验证分型.其中,103对引物扩增出目的产物,76个位点成功分型,58个多态位点中51个是二等位多态性单核苷酸多态性(34.0％).进一步在荣成野生群体中对51个二态单核苷酸多态性位点进行多态性验证和群体遗传学分析,其中49个位点呈现多态性,且均为二态,最小等位基因频率为0.0610～0.5000,观测杂合度和期望杂合度分别为0.0833～0.8889和0.0833～0.5833.经Boferroni校正,有2个位点(C1630S115_AG和C19848S286_CA)在该群体中偏离Hardy-Weinberg平衡.各位点之间未检测到连锁不平衡.这些多态单核苷酸多态性位点可用于栉孔扇贝连锁图谱构建、分子标记辅助育种以及数量性状的基因定位等遗传学研究.     

主要养殖鲑科鱼类遗传育种的研究进展

冷水性鲑科鱼类肉质鲜美,高蛋白、高不饱和脂肪酸、营养丰富、无肌间刺、易加工,是世界性养殖鱼类,其中大西洋鲑、虹鳟和红点鲑属鱼类等主要养殖鲑科鱼类,一直是水产遗传育种领域的重要研究对象。本文简要叙述了鲑科鱼类遗传育种研究的历史和现状,主要介绍了经济性状遗传参数估计、选择育种、分子遗传与标记辅助育种等方面的研究进展,提出了我国鲑科鱼类遗传育种工作重点研究的方向。     

凡纳滨对虾组织蛋白酶基因单核苷酸多态性的检测

采用PCR产物直接测序法,对凡纳滨对虾40份DNA样本的组织蛋白酶基因(GenBank登录号:Y13924)进行SNPs检测.共发现SNPs 20个,分别是:A150C、T226G、G240A、C429T、T453C、G537A、C597T、C645T、G798C、C831T、C955T、C963T、C977T、C982T、G1001C、A1005T、C1117T、C1132T、G1367A、T1391C.其中6个SNPs是外显子中的错义突变,2个SNPs是外显子中的同义突变,12个SNPs是内含子中的突变.     

两种东方鲀的GH基因单核苷酸多态性分析

根据红鳍东方鲀生长激素基因全序列,设计13对引物,结合单链构象多态性(SSCP)技术和克隆测序技术对野生红鳍东方鲀、养殖红鳍东方鲀和养殖暗纹东方鲀群体进行了遗传多样性分析.结果表明:东方鲀整个生长激素基因的6个外显子中没有多态性,在其内含子2、内含子5以及3′侧翼区发现有多处序列变异位点,包括碱基的缺失、插入和一些单核苷酸突变.这些遗传多态性的存在为从分子水平上对东方鲀的鉴定提供了一定的依据.群体遗传结构分析结果表明,红鳍东方鲀养殖群体的一些等位基因丧失,造成其遗传多样性显著下降,应及早加强对其种质的保护.     

水产群体基因组重测序数据分析软件包的开发

为了帮助水生动物学研究者解决群体遗传学基础分析的困难,本实验在调研现有的水生动物重测序数据分析研究和成果的基础上,基于水生动物群体遗传学的常用方法和通用分析软件,构建可于本地运行的、能够完成大部分基因组重测序数据基础计算的软件包。软件包首先将质控过滤后的重测序数据与参考基因组序列进行比对,利用比对结果检测基因组的遗传变异,对群体进行系统发育分析、群体结构分析、主成分分析、遗传多样性重要量化指标的计算和选择性消除分析等,并通过R或Python语言工具包对分析结果进行可视化。根据该软件包对来自3个群体、共约30尾大黄鱼个体的简化基因组测序数据进行分析测试的结果,完成了软件包携带的测序数据比对、单核苷酸多态性(SNP)鉴定、系统进化树构建、群体结构预测、连锁不平衡检测和多样性指标等计算功能,并且较好地图形可视化了分析结果。该群体基因组重测序分析的简易软件包可用于野生和自然群体的群体遗传学分析的大部分基础统计、计算和绘图,适合包括水生生物学在内的相关领域的生物学研究者进行群体基因组学研究。本研究为水生动物重测序数据分析提供便利,节约科研时间,减少人力物力成本。相关源码和使用说明文档已公开上传至...     

鳙bmi1b基因单核苷酸多态性及其与生长和体型性状的关联性

bmi1b 基因作为转录抑制因子, 在维持多种干细胞的自我更新和增殖活性方面起重要作用。本研究对鳙 (Hypophthalmichthys nobilis) bmi1b 基因进行了单核苷酸多态性发掘及其与生长和体型性状的关联性分析。鳙 bmi1b 全长 5800 bp, 包含 9 个外显子、8 个内含子, 其氨基酸序列在进化上较为保守。bmi1b 在鳙下丘脑和肝脏中的表达量较高, 胚胎发育阶段从未受精卵至囊胚期都有极高的表达, 原肠期后表达量显著降低, 具有母源基因的表达特征。采用 PCR 扩增产物直接测序的方法, 在鳙 bmi1b 3′ UTR 获得 2 个 SNPs g.5224 T＞A 和 g.5550 C＞T。利用来源于 1 个鳙混合群体的 169 尾鱼进行 SNP 基因分型及其与生长和体型性状的相关性分析, 结果表明: g.5224 T＞A 与体重和头高呈显著相关(P＜0.05), 与体高和头长呈极显著相关(P＜0.01); g.5550 C＞T 与体重和体型性状的相关性未达到显著水平。2 个 SNP 位点等位基因间的组合分析显示, 双倍型 D2 (AT CC)为优势基因型组合, 其体重和体型性状的平均值显著高于其他双倍型。这些结果为进一步研究鱼类 bmi1b 基因的功能提供了参考; 同时鳙 bmi1b 基因 SNP 标记在生长和体型性状的分子育种研究中也具有良好的应用潜力。     

SNP研究技术在畜牧业中的应用

单核苷酸多态性(SNP)是继限制性片段长度多态性和微卫星之后,新发展起来的第3代分析标记。具有密度高、双等位基因、易实现自动化检测的特点。作为新的遗传标记,SNP已广泛应用于基因定位、克隆和遗传多样性的研究。文章对SNP的概念、检测方法及其在畜牧业研究生产中的应用作一综述。并提出了SNP研究中遇到的一些问题。     

SNP的研究进展及其在家畜育种中的应用

单核苷酸多态性(SNP)作为新的遗传标记,已广泛应用于动物遗传育种、基因定位、克隆和遗传多样性等方面的研究。文章对SNP的概念、检测方法进行了详细阐述,并综述了SNP在动物遗传育种和家畜繁殖技术中的应用。     

ENU诱变草鱼家系生长特性及肌肉生长抑制素基因SNP筛选的研究

经过175 d养殖,对4个N-乙基-N-亚硝基脲(ENU)诱变草鱼家系进行生长对比,采用显著性比较,偏相关分析和因子分析统计方法对草鱼体质量、全长、体长、头长、体高、尾柄长、尾柄高、体厚性状进行分析,进而运用双向测序法对MSTN1、MSTN2基因在具有明显差异家系中进行SNP位点筛选。试验结果显示,家系4的生长速度明显大于家系3,家系4的8个性状明显大于其他3个家系;家系1中体长、尾柄长、体厚与体质量密切相关,家系2中体长、头长、体厚与体质量密切相关,家系3中全长、体长、尾柄高与体质量密切相关,家系4中全长、体长、体厚与体质量密切相关。由此可知,家系4和家系3具有明显的生长差异。对于MSTN1基因,家系3在465位点C/G、467位点G/A,家系4在465位点C/G均发生错义突变;对于MSTN2基因,家系3和4在912位点C/T均发生同义突变,家系3在1027位点G/A、家系4在366位点A/G均产生错义突变,位于非编码区1390位点A/T和1401位点G/A在两个家系均发现SNP位点。试验结果表明,MSTN1、MSTN2基因的不同SNP位点与ENU诱变草鱼的生长性状存在紧密联系。     

Development and evaluation of a high‐throughput single nucleotide polymorphism multiplex assay for assigning pedigrees in common carp

Accurate pedigree information is critical when managing animal breeding programmes and ensure the highest rate of genetic gain. The abundance of available genomic data and the development of high‐throughput genotyping platforms have facilitated the use of single nucleotide polymorphisms (SNPs) as the best DNA markers for genomic selection studies. Furthermore, the superior qualities of SNPs compared with those of microsatellite markers allow standardization between laboratories, which is crucial for developing an international set of markers for use in traceability studies. The objective of this study was to develop a high‐throughput SNP array to assign common carp pedigrees accurately. A 48‐SNP array was developed based on the Fluidigm genotyping platform, and a phylogenetic analysis was performed to distinguish different pedigrees. A likelihood‐based approach was used to infer parental pairs, and the pair with the highest LOD score (log of the ratio of the likelihood given parentage to likelihood given non‐parentage) was assigned. The SNP genotypes of the offspring and candidate parents tested were collected, and 94% of the offspring were assigned to the most‐likely parent pair, which was consistent with the actual pedigree records. Using this SNP assay will allow implementation of offspring testing at large commercial farms where improved accuracy of pedigree assignments and genetic evaluations will increase genetic gains in the common carp aquaculture industry.     

Development and evaluation of microsatellite markers for identification of individual Greenshell™ mussels (Perna canaliculus) in a selective breeding programme

A set of 49 microsatellite loci isolated from the endemic New Zealand Greenshell™ mussel, Perna canaliculus, were evaluated for inclusion in a parentage assignment marker suite by assessing their ease of PCR amplification, allele scoring and conformity to Mendelian inheritance in hatchery-produced families. Ten polymorphic loci (mean H_e = 0.78 and polymorphic information content (PIC) = 0.72) were identified as being suitable for parentage assignment. These 10 microsatellite loci gave a combined non-exclusion probability of < 0.001 (probability that an unrelated parent pair will not be excluded from parentage of an arbitrary offspring), based on allele frequencies from 16 broodstock mussels. Simulations predicted an assignment success rate of 99.9% with all 10 loci and > 95% with the best 5 or more loci (mean PIC = 0.84). In actual parentage assignments, 124 offspring from 8 full-sib families were assigned to the correct parent pair with 4 or more loci. We found evidence for null alleles and extensive size homoplasy in many loci, highlighting the importance of thoroughly characterizing and evaluating microsatellite markers prior to parentage assignment and other applications.