三角帆蚌微卫星开发及在不同年龄与性别群体遗传结构分析

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三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)是我国主要的淡水育珠蚌,在我国五大淡水湖泊中资源丰富。但由于过度开发、环境污染等原因,三角帆蚌资源显著减少,保护天然种质资源是开展三角帆蚌育种的基础。本研究采用磁珠富集法开发了三角帆蚌20对多态性微卫星,选用多态性高的10对微卫星标记评价了鄱阳湖(PY)和太湖(TH)中不同年龄群体、不同性别群体的遗传结构,分析了这些野生群体三角帆蚌的遗传变化规律,并对新鲜组织与无水乙醇固定不同时间组织间DNA提取效果及幼蚌活体取样生长效果进行了比较,以期为三角帆蚌种质资源保护、资源评估及合理利用提供理论依据,主要内容如下。1.三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,引物荧光标记后对洞庭湖群体的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2.3213-13.2603。观察杂合度和期望杂合度分别为0.3182-1.0000和0.5825-0.9461;PIC值0.5472-0.9199;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。2.三角帆蚌不同年龄间遗传多样性分析采集了鄱阳湖3~8龄297个和太湖7~15龄217个野生三角帆蚌,用10对具有高度多态性微卫星引物,分别对上述不同年龄群体遗传多样性进行分析,结果表明:不同年龄群体间平均期望杂合度和平均Nei’s基因多样性变化不大,说明鄱阳湖和太湖不同年龄群体间遗传多样性差异不明显。比较平均等位基因数、平均期望杂合度和平均多态信息含量,发现鄱阳湖7龄群体及8龄群体平均等位基因数和平均多态信息含量低于3龄至6龄群体,太湖9龄群体低于10龄群体、13龄群体低于12龄群体和15龄群体,而其平均期望杂合度却相对较大。不同年龄群体内个体基因杂合度结果显示鄱阳湖7龄群体及8龄群体、太湖9龄群体及13龄群体个体基因杂合度大的比例相对较高。根据重大环境变化情况划分了不同年龄段,遗传参数结果显示,鄱阳湖3~5龄群体(PY1)遗传多样性低于鄱阳湖6~8龄群体(PY2);太湖7~9龄群体(TH1)遗传多样性最高,其次为13~15龄群体(TH3),10~12龄群体(TH2)遗传多样性最小。10个微卫星位点等位基因差异显示,鄱阳湖不同年龄群体中除位点HcuCA0007、HcuCA0104外,其余8个位点在6龄(PY6Y)以后的群体中均出现等位基因丢失,太湖不同年龄群体中除位点HcuCA0100外,其余9个位点自9龄(TH9Y)开始均检测到新的等位基因。3.三角帆蚌不同性别间遗传多样性分析采集了鄱阳湖雌蚌131个,雄蚌166个,太湖雌蚌118个,雄蚌99个,用10对具有高度多态性微卫星引物,分别对上述鄱阳湖和太湖野生三角帆蚌雌雄群体遗传多样性进行分析。结果表明:鄱阳湖雌雄群体的平均等位基因数分别为16.6和17.8,平均期望杂合度分别为0.811和0.813,平均Nei’s基因多样性分别为0.8079和0.8106;太湖雌雄群体的平均等位基因数分别为14.2和17.6,雌雄群体的平均期望杂合度分别为0.7633和0.7747,平均Nei’s基因多样性分别为0.7601和0.7708。鄱阳湖和太湖雄性群体的平均期望杂合度和平均Nei’s基因多样性都略高于雌性群体,结果表明雄性群体遗传多态性略高于雌性群体。4.三角帆蚌新鲜组织与无水乙醇固定不同时间组织间DNA提取效果比较利用酚-氯仿法分别提取三角帆蚌下列组织中的DNA:鳃、斧足、外套膜、闭壳肌4种新鲜组织,无水乙醇固定7天的上述组织,常温保存1年、3年、4年和5年固定的外套膜组织。对这些组织的DNA提取质量和PCR扩增效果进行比较分析。结果表明,斧足、外套膜和闭壳肌新鲜和固定7天的组织,提取的DNA浓度较高、降解不明显、PCR扩增效果较好,是提取三角帆蚌基因组DNA的好材料;但鳃新鲜和固定7天的组织,在提取DNA过程中易于降解,不适于作为三角帆蚌基因组DNA提取的样本材料。经无水乙醇固定7天组织均较新鲜组织提取的DNA,浓度高,降解少,SSR-PCR效果未见明显差异,说明无水乙醇处理新鲜组织可提高DNA提取效果。与无水乙醇固定7天后提取的三角帆蚌基因组DNA相比较,保存1年以上的样品所提取DNA均有不同程度的降解,不适于提取高质量DNA。保存1年和3年外套膜组织提取的DNA降解水平对PCR扩增效果影响不显著,保存4年、5年的外套膜组织DNA降解水平对PCR扩增效果影响显著,需提高PCR模板用量。5.三角帆蚌幼蚌活体取样生长效果比较比较分析幼蚌剥离微量外套膜组织用于DNA提取后的生长效果,结果显示,DNA大分子条带清晰明亮,DNA的浓度在42~130ng/μl,DNA含量在3360ng以上,OD260/OD280值在1.8以上,都能达到稳定生长状态,且体长和体重均有所增长,表明体长1.8~2.1cm,体重284~391mg的幼蚌适于活体取样,且剥离微量组织对幼蚌的生长无影响,提取的基因组DNA能满足分子生物学研究。
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