中国东南沿海长毛明对虾种群遗传结构的研究

中国东南沿海长毛明对虾种群遗传结构的研究

论文摘要

长毛明对虾曾经是中国东南沿海重要的养殖虾类之一,故其具有较高的经济价值。但由于对其野生资源的过度捕捞以及栖息地的环境破环等原因,长毛明对虾的野生资源量急剧下降,在2005年长毛明对虾已被作为濒临物种而被录入《中国物种红色名录》。为了增加对长毛明对虾种质资源的全面认识,且为该物种有效地保护和自然保护区的建立提供理论依据,本研究综合运用海洋生物技术、生态学和保护遗传学的理论结合微卫星标记技术以及线粒体(16SrRNA和D-loop)标记技术分析研究我国野生长毛明对虾群体的遗传多样性与分化。本研究采用FIASCO法筛选出20对长毛明对虾微卫星多态性引物,并使用其中的10对多态引物对中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体的遗传多样性和遗传分化进行了分析;并运用线粒体16SrRNA和D-loop标记分析了12个野生长毛明对虾群体的线粒体序列特征、群体遗传多样性和遗传变异,并进行了中性进化检验。(1)采用FIASCO法,利用生物素标记的(GT)15、(CT)15的混合探针构建长毛明对虾(CA)n、(GA)n的微卫星文库。挑取184个片段长度在400至1200bp之间的单克隆振荡培养并进行测序。经过序列筛选,设计了80对微卫星引物。以30个来自东山野生群体的长毛明对虾个体对80对引物进行多态性分析,共检测出20对多态性引物,其等位基因数为2-7个,多态信息含量(PIC)为0.0078-0.9771,观察杂合度为0.0357-0.9130,期望杂合度为0.1308-0.7405。挑选其中多态性较高且条带清晰的10对微卫星位点用于下一步的群体遗传学研究。(2)利用前一步所筛选出来的10对微卫星引物研究中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体的遗传多样性以及遗传分化。长毛明对虾12个群体的多态信息含量(PIC)在0.3093-0.5154之间,平均为0.4208;平均每位点等位基因数(A)在2.9000-3.9000之间,平均为3.3916;平均每位点有效等位基因数(Ae)在1.6913-2.2915之间,平均为1.9326;观察杂合度(Ho)在0.2028-0.3092之间,平均为0.2503;期望杂合度(He)在0.2746-0.5216之间,平均为0.3849。实验结果表明,中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体的遗传多样性处于中等偏低的水平;12个长毛明对虾群体间的遗传距离(D)介于0.0127-0.3676之间。遗传分化系数(FST)为0.1155,基因流(Nm)为1.9152。结果表明中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体间存在一定的分化,但分化程度不高。(3)线粒体16S rRNA研究结果显示,在中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体中的85个个体中,一共有16个变异位点,16个变异位点全为多态位点。而这些突变位点一共定义了14种单倍型。85个野生长毛明对虾个体的平均核苷酸差异数为1.400,核苷酸多样性指数为0.00264。在12个野生长毛明对虾群体中,平均核苷酸差异数介于0.000-2.476之间;核苷酸多样性指数介于0.00000-0.00466之间。中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体间的遗传距离为0.000-0.009。AMOVA分析显示,长毛明对虾12个野生群体之间并无显著的遗传分化。Tajima’s D检验和Fu’s Fs检验均表明长毛明对虾部分群体显著地偏离中性进化。(4)线粒体D-loop的研究结果表明,中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体的83个个体中共发现184个多态位点,共包括了162个碱基转换位点和63个碱基颠换位点,这些突变位点一共定义了79种单倍型。83个野生长毛明对虾个体的平均核苷酸差异数36.065,核苷酸多样性指数为0.06283,单倍型多样性指数为0.999。群体水平上,平均核苷酸差异数介于8.036-54.900之间,而核苷酸多样性指数则介于0.01378-0.09433之间。12个野生长毛明对虾群体间的遗传距离为0.019-0.171。Tajima’s D检验和Fu’s Fs检验都显示中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体均未偏离中性进化。综上,中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体的遗传多样性水平处在偏低水平,群体间虽存在一定的遗传分化,但遗传分化水平不高。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 主要符号表
  • 第1章 引言
  • 1.1 长毛明对虾的生物学特征及其研究概况
  • 1.1.1 长毛明对虾的生物学特征
  • 1.1.2 长毛明对虾的研究概况
  • 1.2 群体遗传学的研究方法在虾类中的应用
  • 1.2.1 同工酶技术简介
  • 1.2.2 RAPD技术简介
  • 1.2.3 RFLP技术简介
  • 1.2.4 AFLP技术简介
  • 1.2.5 微卫星标记技术简介
  • 1.2.6 线粒体DNA标记技术简介
  • 1.3 研究目的、意义与内容
  • 1.3.1 研究目的与意义
  • 1.3.2 研究内容
  • 1.3.3 样本采集
  • 1.3.4 技术路线
  • 第2章 长毛明对虾微卫星分子标记的筛选
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 实验材料
  • 2.1.2 主要仪器与试剂
  • 2.1.3 实验方法
  • 2.2 结果
  • 2.2.1 基因组DNA抽提结果
  • 2.2.2 基因组DNA酶切结果
  • 2.2.3 目的片段PCR扩增结果
  • 2.2.4 阳性克隆检测结果
  • 2.2.5 测序结果及引物设计
  • 2.2.6 微卫星多态性检测结果
  • 2.3 讨论
  • 第3章 中国东南沿海长毛明对虾群体遗传结构的研究
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 实验材料
  • 3.1.2 主要仪器与试剂
  • 3.1.3 实验方法
  • 3.2 结果
  • 3.2.1 中国东南沿海长毛明对虾微卫星的扩增
  • 3.2.2 中国东南沿海长毛明对虾群体的杂合性
  • 3.2.3 中国东南沿海长毛明对虾群体的等位基因频率的分布
  • 3.2.4 中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体的遗传多样性研究
  • 3.2.5 中国东南沿海12个野生长毛明对虾群体的遗传分化研究
  • 3.3 讨论
  • 3.3.1 中国东南沿海12个长毛明对虾群体的杂合性分析
  • 3.3.2 中国东南沿海12个长毛明对虾群体的遗传多样性分析
  • 3.3.3 中国东南沿海12个长毛明对虾群体的遗传分化分析
  • 第4章 长毛明对虾群体线粒体 16S RRNA和D-LOOP基因序列的比较研究
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 实验材料
  • 4.1.2 主要仪器与试剂
  • 4.1.3 实验方法
  • 4.2 结果
  • 4.2.1 线粒体 16S RRNA基因片段分析结果
  • 4.2.2 线粒体D-LOOP基因片段分析结果
  • 4.3 讨论
  • 4.3.1 长毛明对虾线粒体 16S RRNA的基因分析
  • 4.3.2 长毛明对虾线粒体D-LOOP基因分析
  • 第5章 结论与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 在学期间发表的论文
  • 相关论文文献

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