罗氏沼虾3个群体线粒体COⅠ基因的序列差异和遗传标记研究

利用PCR方法扩增获得罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)线粒体DNA的COⅠ基因,测定该基因片段序列.分析了罗氏沼虾缅甸原种F1代、江苏养殖群体和广西选育F2代3个群体共17只个体的序列核苷酸位点差异和遗传多态.结果表明,缅甸原种F1代遗传多样性最为丰富,江苏养殖群体和广西选育群体的遗传多样性相对贫乏.在长度为498 bp的基因片段中,共检测到10个多态性核苷酸位点(占2.01%),17只个体具有5种基因型,3群体各自的平均核苷酸位点差异分别为0.88%、0.07%和0.UPGMA分子系统聚类树显示,江苏养殖群体和广西选育群体的遗传关系最近,其单倍型混杂聚成一支,而缅甸原种F1群体相对独立为另外一支.COⅠ基因可以作为区分两分支群体的遗传标记.     

人工养殖与选育对罗氏沼虾遗传多样性的影响

为探讨人工养殖与选择育种对罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)遗传多样性的影响,实验测定了孟加拉野生群体、缅甸野生群体、浙江养殖群体、广西养殖群体及选育群体"南太湖2号"共111只罗氏沼虾核糖体转录间隔区2(Internal transcribed spacer 2,ITS2)基因序列,结果发现58个碱基变异位点,定义56个单倍型。在5个群体中,孟加拉野生群体的遗传多样性最高(平均核苷酸差异数K和核苷酸多态性指数Pi分别为7.186和0.0155),依次为缅甸野生群体、浙江养殖群体、广西养殖群体,选育群体"南太湖2号"遗传多样性最低(K和Pi分别为3.032和0.0065)。5个群体间配对Fst分析表明,养殖群体与野生群体遗传分化显著(P<0.01),选育群体"南太湖2号"不仅与野生群体遗传分化显著,同时还与广西养殖群体产生了显著的遗传分化(P<0.01)。系统树显示,孟加拉野生群体和缅甸野生群体聚为一支,浙江养殖群体、广西养殖群体和选育群体"南太湖2号"则聚为另一支。研究结果表明,人工养殖和选育降低了罗氏沼虾的遗传多样性水平,并导致群体间发生了显著的遗传分化。     

三种沼虾的COI基因序列变异及其分类地位探讨(英文)

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)和日本沼虾(M.nipponense)经在我国得到广泛的养殖,产生巨大的经济效益.祁连沼虾(M. qilianensis)是自然分布在我国甘肃省的土著虾种,因其外部形态符合沼虾属的特征,而被前人归入沼虾属.为了从分子生物学的角度理解罗氏沼虾、日本沼虾与祁连沼虾的遗传差异,为合理开发和利用沼虾资源提供理论基础,作者对这3种沼虾的线粒体COI基因序列进行研究.从甘肃、浙江等地分别采集这三种沼虾的样本各10尾,共30尾,其中祁连沼虾是野生样本,而罗氏沼虾和日本沼虾都是养殖样本.通过PCR方法扩增线粒体COI基因,并测序.通过比对,获得一致序列649 bp.在30个样本中共检测到169个变异位点,占总变异的26.04%;共检测到7种单倍型.3种沼虾的核苷酸多态性分别为:罗氏沼虾0.411%、日本沼虾0.092%、祁连沼虾0.031%.野生的祁连沼虾遗传多样性远远低于养殖的罗氏沼虾和日本沼虾.三种沼虾单倍型之间的Kimura双参数遗传距离在19.87%～23.84%,三者之间的遗传距离较大,提示三者均为有效种.为进一步确定这三种沼虾在长臂虾科的分类地位, 我们从NCBI数据库中下载了长臂虾科的其它种类的COI序列进行系统发生分析.用NJ法构建的分子系统树显示:日本沼虾和罗氏沼虾与沼虾属的其它种类聚成一枝,而祁连沼虾与同亚科的脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)和长角长臂虾(Palaemon debilis)较沼虾属另10种虾的遗传距离近,即祁连沼虾与白虾属及长臂虾属聚成另一枝.凶此,COI序列的结果不支持祁连沼虾归入沼虾属.但其分类地位应该综合多方面证据重新进行分析确定.     

淮河水系日本沼虾群体遗传结构和系统演化的线粒体COI序列分析

测定了淮河水系17个日本沼虾(Macrobrachium nipponense)野生群体共248个个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基I(COI)部分序列,获得623 bp核苷酸片段,包括48个变异位点,定义了31个单倍型,共享单倍型有12个,整体单倍型多样性和平均核苷酸多样性均处于中间水平。AMOVA分析表明,17个群体间的遗传分化系数Fst=0.041 3(P0.05),群体间遗传分化较小。Kimura 2-paramter遗传距离在五河与焦岗湖、花家湖及瓦埠湖群体间最大,为0.014,在高邮和邵伯湖群体之间最小,为0.003。MP系统树与单倍型进化网络关系图具有较高的一致性,31个单倍型被分为3个进化枝,其中一个进化枝主要以下游群体为主,另外2个进化枝主要以中游群体为主。群体中性检验、错配分析表明,淮河日本沼虾近期曾经历过种群扩张。     

三种沼虾的COI基因序列变异及其分类地位探讨

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)和日本沼虾(M. nipponense)已经在我国得到广泛的养殖,产生巨大的经济效益。祁连沼虾（M. qilianensis）是自然分布在我国甘肃省的土著虾种,因其外部形态符合沼虾属的特征,而被前人归入沼虾属。为了从分子生物学的角度理解罗氏沼虾、日本沼虾与祁连沼虾的遗传差异,为合理开发和利用沼虾资源提供理论基础,作者对这3种沼虾的线粒体COI基因序列进行研究。从甘肃、浙江等地分别采集这三种沼虾的样本各10尾,共30尾,其中祁连沼虾是野生样本,而罗氏沼虾和日本沼虾都是养殖样本。通过PCR方法扩增线粒体COI基因,并测序。通过比对,获得一致序列649 bp。在30个样本中共检测到169个变异位点,占总变异的26.04%;共检测到7种单倍型。 3种沼虾的核苷酸多态性分别为：罗氏沼虾0.411%、日本沼虾0.092%、祁连沼虾0.031%。野生的祁连沼虾遗传多样性远远低于养殖的罗氏沼虾和日本沼虾。三种沼虾单倍型之间的Kimura双参数遗传距离在19.87%~23.84%,三者之间的遗传距离较大,提示三者均为有效种。为进一步确定这三种沼虾在长臂虾科的分类地位, 我们从NCBI数据库中下载了长臂虾科的其它种类的COI序列进行系统发生分析。用NJ法构建的分子系统树显示：日本沼虾和罗氏沼虾与沼虾属的其它种类聚成一枝,而祁连沼虾与同亚科的脊尾白虾（Exopalaemon carinicauda）和长角长臂虾（Palaemon debilis）较沼虾属另10种虾的遗传距离近,即祁连沼虾与白虾属及长臂虾属聚成另一枝。因此,COI序列的结果不支持祁连沼虾归入沼虾属。但其分类地位应该综合多方面证据重新进行分析确定。     

利用COI基因序列分析长江与澜沧江水系日本沼虾群体的遗传结构

测定了我国长江水系和澜沧江水系的日本沼虾9个群体,共79个个体的线粒体COI基因序列片段(约450bp),结果发现有89个变异位点,共计有46个单倍型。其中云南昆明(KM)群体具有较丰富的遗传多样性(h=1.000,π=0.028),而重庆(CQ)群体的遗传多样性最小(h=0.700,π=0.008)。AMOVA分析表明,群体间的遗传变异占总遗传变异的9.66%,而90.34%的遗传变异源于群体内。采用邻接法(NJ)构建的分子系统树显示,46个单倍型明显地聚为长江中下游和长江上游与澜沧江两个族群。其结果可以为合理开发和利用日本沼虾自然野生资源,以及建立和保护日本沼虾种质资源库及基因库提供必要的参考。     

五个罗氏沼虾群体遗传多样性的微卫星分析

利用16对微卫星标记对来自泰国(CP)、缅甸(MN)、孟加拉(BD)和中国(MP和DP)的共5个罗氏沼虾群体进行了遗传多样性和遗传结构的分析。结果显示, 16个微卫星位点均具有较高的多态性, 平均等位基因数(N_a)、期望杂合度(H_e)、Shannon信息指数(I)和多态信息含量(PIC)分别为17.563、0.8316、2.1662和0.7328。5个群体的期望杂合度(H_e)介于0.7025—0.8594, 多态信息含量(PIC)介于0.6538—0.8048, 表明所有群体均具有高度遗传多样性, 遗传多样性水平CP>MP>BD>MN>DP。遗传分化指数(F_st)值介于0.03430—0.17333, 表明所有群体间均有不同程度的遗传分化。16个微卫星位点的F_st值均大于0.05, 均值为0.0977, 与群体间有遗传分化相符。AMOVA分析显示群体间变异占总变异的6.22%, 群体内个体间的变异占总变异的40.72%, 个体内部的遗传变异占总变异的53.07%。基于Nei氏遗传距离构建的UPGMA系统进化树显示, MN群体首先与MP群体聚为一类, 再与DP群体聚为一类, 之后再与BD群体聚为一类, 最后与CP群体聚为一类, 表明中国群体与泰国群体亲缘关系较远。遗传结构分析显示, 参试样本被划分为5个理论群体, 除MP群体中个体遗传结构混杂外, 其余群体中个体遗传结构相对独立。研究为罗氏沼虾种质资源的开发利用和优良品种的选育提供了参考数据。     

幼体发育速度不同的罗氏沼虾遗传结构分析

旨在从分子生物学角度探讨造成罗氏沼虾幼体期发育速度不同步和生长差异的原因,利用8对微卫星引物对5组幼体发育速度不同的罗氏沼虾群体进行遗传多样性和遗传变异分析。结果显示,8对微卫星引物在5组罗氏沼虾群体中共检测到57个等位基因,各微卫星座位的等位基因数(Na)分别在5-10个之间,5组罗氏沼虾群体的遗传多样性无明显差异,同时两两群体间的遗传分化系数和遗传距离亦非常接近,均说明5组幼体发育速度不同的罗氏沼虾群体的遗传分化主要来自于个体间遗传差异。结合前期研究表明导致罗氏沼虾幼体发育速度的不同步和生长差异的原因并非遗传变异和环境差异。     

罗氏沼虾良种选育研究进展

罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）是世界重要的经济虾类,畅销国内外市场,备受消费者的喜爱。中国是罗氏沼虾养殖大国,年均养殖产量占世界一半以上。种质资源是我国罗氏沼虾产业发展的原动力,处于整个产业链的最上游,并支撑着整个产业的发展。世界多国为了壮大产业规模,也纷纷开展了罗氏沼虾种质资源库的建设与良种选育。本文回顾了我国自主选育的罗氏沼虾主要品种及品系,综述了大规模家系的构建以及不同来源群体的遗传多样性分析,并对国外的良种选育现状和趋势进行了概述,最后结合国内外的研究进展,提出了良种选育的研究要点与方向,以期为今后的种质创新研究提供思路和借鉴。     

鄱阳湖日本沼虾15个群体遗传多样性的微卫星分析

利用徽卫星分子标记研究鄱阳湖15个日本沼虾(Macrobrachium nipponense野生群体的遗传多样性.结果表明:10个微卫星位点呈高度多态性,共检测到129个多态性位点;每个群体中至少有5个位点显著偏离Hardy-Weinberg平衡,表现出杂合不足;15个日本沼虾群体均表现出较高的遗传多样性,其中大坝外群体和星池群体遗传多样性较高,万户和湖口群体相对较低.瓶颈效应和突变-漂移平衡分析表明,鄱阳湖日本沼虾群体近期没有经历过瓶颈效应,群体数量也没有下降.群体间F统计量及AMOVA分析显示,鄱阳湖日本沼虾群体存在极显著的遗传分化程度(FST=0.04709,P＜O.01).综上所述,鄱阳湖日本沼虾群体具有丰富的遗传多样性,可作为日本沼虾选育的基础群.     

Genetic diversity of cultured populations of giant freshwater prawn (Macrobrachium rosenbergii) in China using mtDNA COI and 16S rDNA markers

Partial sequences of mitochondrial DNA 16S rDNA and COI genes (395 bp and 498 bp respectively) were sequenced from samples of ten cultured populations of Macrobrachium rosenbergii (Giant Freshwater Prawn – GFP) in Zhejiang, Guangdong and Guangxi Provinces in China and two wild populations of GFP from Mekong River and Dongnai River in Viet Nam. Five haplotypes of 16S rDNA were identified in the 360 samples. The wild populations displayed nucleotide diversity (π) of 0.0008 and 0.0003, and genetic diversity (h) of 0.3030 and 0.1310 in the Mekong River and Dongnai River respectively. The cultured populations displayed no significant genetic diversity. COI sequences identified 17 haplotypes based on 21 polymorphic sites. At this marker, the 12 populations showed a range of h from 0.1290 to 0.6940 and π from 0.0003 to 0.0073. The largest genetic distance (Da) among the 12 populations was 0.0065 (between ZJB and BT/DN populations) and the lowest Da was 0.0003 (between GDD and GDA populations). The wild populations had higher genetic diversity than the cultured populations, but three of cultured populations from Zhejiang (ZJA, ZJB and ZJC) had π higher than wild populations, because they originated from Thailand, Bangladesh and the Mekong River in Viet Nam.     

COI gene sequence analysis for testing cyclical mating in securing genetic diversity of Macrobrachium rosenbergii

In this study we analyzed sequences of the COI gene to investigate the genetic structure and diversity in four populations of the Giant Malaysian Prawn, Macrobrachium rosenbergii, and to test the effectiveness of cyclical mating as means of securing genetic diversity. Forty-three haplotypes were generated for the parental populations; most of these were unique, with moderate genetic and low nucleotide diversities. However Tajima's neutrality test indicated a significant (p < 0.05) departure of the Negeri Sembilan population from the mutation–drift equilibrium, suggesting that it may be losing genetic variability. To combat this problem we recommend a seasonal fishing ban. The AMOVA test results (5.45%, p < 0.00001), the networking of haplotypes and their phylogenetic tree all revealed clear population structuring between the populations. Genetic or haplotype diversity in the progeny groups had increased indicating that a cyclical mating system could be an effective means of maintaining it. The utilization of unique haplotypes in aquaculture, developing DNA barcodes for broods in genetic improvement programs as well as in evaluating restocking activities is recommended. For a better insight into the differences between and among the populations, further investigations using nuclear markers are required.     

罗氏沼虾不同育种群体遗传多样性研究

为深入了解罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)不同种质资源的遗传背景, 研究采用微卫星标记和线粒体基因相结合, 对罗氏沼虾4个育种群体, 即选育3代的数丰核心群体(SF)、引进的正大群体(ZD)、正大和数丰杂交的群体(ZDS)、正大子代和数丰杂交的群体(ZD2S)的遗传多样性进行了研究。150个个体的微卫星分析结果显示, 7个微卫星位点均表现出高度多态性(PIC>0.5), 4个群体平均的等位基因数(N_a)、期望杂合度(H_e)和多态信息含量(PIC)分别为19.43、0.8980和0.8867。SF群体的平均H_e (0.874)和PIC (0.854)最高, ZD2S的H_e (0.863)和PIC (0.834)其次, ZDS群体的H_e (0.798)和PIC (0.761)最低。4个群体间的遗传分化指数(F_ST)为0.04166—0.10438, 处于中低水平的遗传分化, 其中, ZD和ZDS的遗传分化最大, F_ST为0.10438。线粒体COⅠ和12S rRNA基因组合序列分析结果显示, 149个个体共识别27个单倍型, 平均单倍型多样性(H_d)和核苷酸多样性(π)分别为0.846和0.00313。在4个群体中, ZD2S群体的H_d值最高, 其次为SF群体, ZDS的最低; 对于π值, SF群体的最高, 其次为ZD2S群体, ZD群体的则最低, 该结果与微卫星的结果基本一致。但基于线粒体基因的群体间遗传分化较小, F_ST值为–0.02226—0.07310, 小于微卫星估计的结果。微卫星和线粒体基因一致表明, SF和ZD2S两个群体均保持着较高的遗传多样性, 具有进一步选育的潜力。     

Genetic diversity and population structure of Sepiella japonica (Mollusca: Cephalopoda: Decapoda) inferred by mitochondrial DNA (COI) variations

In order to describe the genetic diversity of five geographical populations of cuttlefish (Sepiella japonica) along with Chinese coast and determined their phylogenetic relationship, partial mitochondrial COI gene (681bp in length) was amplified from 96 individuals collected from these populations and sequenced. The 5 populations of cuttlefish inhabit Yellow Sea, East China Sea and South China Sea. Out of 22 polymorphic nucleotides identified, 8 were represented by a single sequence, 12 were parsimony informative, which defined 22 haplotypes. Haplotype and nucleotide diversity were low among populations. Of 22 haplotypes, 15 appeared only in a single population, 6 appeared in 2 or 3 populations and 1 was shared by all populations. The COI gene was monomorphic in Qingdao population. The haplotypes identified clustered into 2 clades, each covered individuals from 5 populations each. Pairwise F_ST were not proportional to the geographical distances. Among the 5 populations, relatively high level of genetic diversity was found in Ningde population which was recommended to be the best choice of germplasm resources for artificial releasing project.     

基于线粒体D-loop区和Cyt b基因分析广西禾花鲤三个群体遗传结构

研究基于线粒体D-loop区和Cyt b基因部分序列, 分析了广西全州、融水、环江三地禾花鲤(Cyprinus carpio)的遗传结构。在3个群体中共鉴定到19种D-loop与Cyt b序列的组合单倍型, 总的单倍型多样性(H_d)和核苷酸多样性(π)分别为0.916±0.010和0.008±0.004, 禾花鲤线粒体DNA具有单倍型多样性高和核苷酸多样性低的特点。环江群体单倍型多样性最低, 但是核苷酸多样性却最高, 反映了环江群体存在最明显的谱系混杂。分子方差分析(AMOVA)显示遗传变异主要来源于群体内部(71.54%), 禾花鲤三个群体间有显著的遗传分化(F_st=0.285; P<0.01)。系统发育分析表明, 多数样本的线粒体单倍型属于华南鲤(C. carpio rubrefusus)类型, 同时三地禾花鲤中均检测到一定频率的西鲤(C. carpio carpio)或远东鲤(C. carpio haematopterus)类型的线粒体单倍型, 提示禾花鲤可能受到鲤养殖品种的杂交渐渗。研究初步揭示了广西禾花鲤的种质资源现状, 为禾花鲤这一地方特色“稻鱼共作”品种的选育和苗种管理提供了必要的依据。     

四纹豆象不同地理种群的遗传分化

【目的】通过对四纹豆象Callosobruchus maculatus Fabricius不同地理种群mtDNA-Cytb和COⅠ基因部分序列进行比较, 分析其不同地理种群间的遗传分化情况, 为揭示其与生物入侵的关系及入侵过程中种群系统发育地理格局与演变机制提供依据。【方法】用PCR产物直接测序法对分别来自中国海南、喀麦隆、韩国和泰国的四纹豆象4个地理种群的mtDNA-Cytb和COⅠ序列进行测序, 运用软件MEGA3.1对四纹豆象不同地理种群mtDNA-Cytb和COⅠ序列进行序列分析, 以绿豆象C. chinensis为外群构建了不同单倍型的分子系统树。【结果】34条420 bp Cytb序列中共检测到14个多态位点和5种单倍型, 33条822 bp COⅠ序列中检测到28个多态位点和9种单倍型, 其中4种单倍型为独享单倍型, 其余为全部或部分种群的共享单倍型。AMOVA分析结果显示, 四纹豆象4个地理种群间的遗传结构差异并不明显, 遗传差异主要发生在地理种群内。对4个地理种群进行了Fst值和基因流动统计, 结果表明4个地理种群间既存在着一定数量的基因交流, 也存在一定程度的遗传分化。【结论】根据单倍型分布格局初步推测, 中国不可能是四纹豆象的原产地, 而喀麦隆有可能是原产地之一, 并且喀麦隆种群与泰国种群之间的基因交流比较充分, 而中国种群与其他种群之间的遗传分化相对较大。