微卫星分型技术用于凡纳滨对虾遗传多样性和亲缘关系分析

论文摘要

凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）是我国海水养殖业重要种类之一。近年来,其种质出现退化,疾病流行,导致对虾的养殖业损失重大。为此很有必要培育高产、抗病和抗逆的新品种。培育过程中,利用分子标记技术辅助育种,对保护其遗传多样性,防止种质退化有重要作用。本研究利用微卫星标记技术对凡纳滨对虾遗传多样性和亲缘关系进行分析,为凡纳滨对虾分子标记技术辅助育种提供必要的技术基础,获得了以下主要结果。1.凡纳滨对虾遗传多样性分析利用7个高度多态的微卫星标记技术分析了6个凡纳滨对虾家系共118个个体的基因型分离情况。对这6个凡纳滨对虾家系的亲本（G0代）及其后代（G1代）进行亲权分析,结果共检测到44个等位基因。G0代和G1代的平均每个座位的等位基因数目为分别6.14和6.27,平均期望杂合度为0.786和0.733,平均多态性信息含量为0.709和0.695。7个微卫星座位的累计排除概率为0.99,并且在有亲本存在的情况下,能够区分6个家系。表明这7个微卫星座位在选育家系亲权分析中具有很高的鉴别力。将亲子代群体的遗传多样性做了配对比较检验,以及通过对G1代群体每个位点的F-statistics分析检验群体的遗传分化,以期对凡纳滨对虾育种进行遗传监测。结果显示:G0代平均期望杂合度要显著高于G1代,表明一个封闭的小群体在经过一代人工控制交配后其遗传多样性会降低;各座位的FST平均值为0.3584,说明亚群间属于高度遗传分化。NTSYS软件进行相似性系数计算,UPGMA法对G1代个体聚类分析,结果表明亲缘关系较近的家系A和B以及C和D的相似系数很高分别各聚为一类,E和F分别聚为一类。2.凡纳滨对虾亲缘关系推断在育种过程中,当家系亲本信息未知时,对凡纳滨对虾亲缘关系进行分析是十分必要的。因此我们将9个家系子代个体混合,从中随机取出110个个体并利用先前的7个微卫星标记对其进行分析,模拟家系亲本信息未知情况下,利用亲缘关系公式(fQG,fLR,fW)估计二联体被分配到不同亲缘关系（全同胞,半同胞和不相关关系）中的准确性,分别根据配对个体间遗传距离(1-fQG),(1-fLR)和（1-fW）,利用算术平均数非加权成组配对（UPGMA）法对个体进行聚类分析。结果显示:根据fQG,fLR和fW的分配方法,在系谱重建过程中,二联体被分配到不同亲缘关系的准确率与亲缘关系的远近密切相关,聚类分析表明三种聚类方法都能很好区分全同胞与不相关个体,而对于半同胞和全同胞的区分效果较差。上述实验结果均表明:微卫星技术在对虾育种过程中是一种有力的分子生物学工具。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一部分 文献综述
• 1.1 凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）
• 1.1.1 凡纳滨对虾的分类地位、地理分布、生活习性及经济价值
• 1.1.2 凡纳滨对虾的养殖现状
• 1.1.3 凡纳滨对虾遗传多样性研究现状
• 1.2 DNA分子标记种类和特点
• 1.2.1 线粒体DNA多态性
• 1.2.2 限制性片段长度多态性
• 1.2.3 随机扩增多态性DNA
• 1.2.4 扩增片段长度多态性
• 1.2.5 微卫星
• 1.2.6 单核苷酸多态性
• 1.2.7 小结
• 1.3 微卫星标记及其在对虾遗传育种中的应用
• 1.3.1 微卫星DNA的发现
• 1.3.2 微卫星DNA的来源
• 1.3.3 微卫星标记技术的原理和特点
• 1.3.4 微卫星标记在对虾遗传育种中的应用
• 1.3.5 微卫星用于水产动物的亲缘关系推断
• 第二部分 试验研究
• 第一章 凡纳滨对虾遗传多样性分析
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.1.1 实验材料的来源
• 1.1.2 主要试剂和耗材
• 1.1.3 主要仪器设备
• 1.1.4 主要试剂和溶液的配制
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 基因组DNA的提取
• 1.2.2 DNA纯度和浓度检测
• 1.2.3 引物的来源
• 1.2.4 PCR反应
• 1.2.5 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
• 1.2.6 微卫星基因型的判定
• 1.2.7 数据的统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 基因组DNA的提取
• 2.2 微卫星DNA的扩增
• 2.3 基因型分型
• 2.4 亲权分析
• 2.5 6个家系的凡纳滨对虾遗传多样性分析
• 2.6 群体遗传分化
• 2.7 聚类分析
• 3 讨论
• 3.1 PCR扩增效率
• 3.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳检测效率
• 3.3 关于无效等位基因
• 3.4 亲权分析
• 3.5 遗传多样性变化
• 3.6 群体遗传分化和聚类分析
• 4 小结
• 第二章 凡纳滨对虾亲缘关系推断
• 1 材料与方法
• 1.1 样品
• 1.2 DNA提取和微卫星分型
• 1.3 遗传多样性和亲权分析
• 1.4 亲缘关系估计和家系关系重建
• 2 结果与分析
• 2.1 亲权分析
• 2.2 亲缘关系推断
• 3 讨论
• 4 小结
• 结论
• 参考文献
• 缩略语
• 致谢
• 个人简历