动物种群遗传多态性研究中的PCR技术

基因组DNA的变异是种群遗传多态性研究的基础。PCR技术可以在反应管内经济快速地扩增特定DNA序列,在动物种群遗传多态性研究中的应用主要包括三个方面：(1)种群遗传多态位点的检测;(2)基因定位或利用已经定位的单拷贝基因设计染色体位点特异的分子标记;(3)与DNA测序技术相结合,高效经济地获取特定基因座位的全部遗传变异。     

微卫星标记在大熊猫研究中的应用进展

大熊猫是我国保护最为成功、研究最为深入的珍稀动物之一,可以为其它珍稀濒危物种的保护研究工作提供参考。20世纪70年代末期借助无线电颈圈,大熊猫的生态学研究工作取得了突破性进展,近20年来微卫星标记和非损伤性遗传取样技术的联合使用,将大熊猫的保护研究工作提升到一个崭新的高度。本文在综合所有已发表大熊猫微卫星标记的基础上,梳理了微卫星标记在圈养大熊猫亲子鉴定与遗传管理,野生大熊猫个体识别与种群数量调查、遗传多样性评估、扩散和种群遗传结构研究中的应用情况,并着重介绍了其中29个重要的微卫星标记。同时指出目前微卫星标记的使用存在标记选择不统一、等位基因读数无统一规程等问题,并对应用前景进行了前瞻。     

豚鼠基因组26个多态性微卫星标记的筛选

目的筛选豚鼠基因组的多态性微卫星标记,为豚鼠遗传质量控制及基因定位等工作奠定基础。方法采用磁珠富集法和豚鼠基因组数据库筛选法获取微卫星位点序列,通过分析和初步筛选,挑选部分候选位点,根据其序列设计引物,对5种不同来源的豚鼠基因组DNA标本进行PCR扩增,以期获得多态性分子标记。结果本实验采用磁珠富集法共获得微卫星序列304个,设计引物125对,最终获得多态性位点1个,暂未发现多态性的特异性位点17个;用数据库筛选法共获得微卫星序列292个,设计并合成相应引物178对,最终发现多态性位点25个,暂未发现多态性的特异性位点28个。结论本实验获得26个多态性微卫星标记,45个潜在的候选标记,为微卫星标记在豚鼠遗传质量监测及突变基因定位等工作的应用奠定了基础。     

金黄地鼠封闭群SPF化后的微卫星遗传学检测

目的检测和评估金黄地鼠封闭群SPF化后的遗传学变化,为SPF金黄地鼠遗传质量的控制提供技术资料。方法应用小鼠和大鼠的微卫星标记筛选适于金黄地鼠遗传检测的微卫星标记,并结合微卫星荧光标记-半自动基因分型技术,对成都生物制品研究所的SPF级金黄地鼠及其来源的普通级金黄地鼠进行遗传检测,计算其群体遗传学参数。结果对18个小鼠和6个大鼠微卫星标记进行了筛选,分别有2个小鼠和2个大鼠微卫星标记在金黄地鼠种群中具PCR扩增多态性。4个检测的微卫星位点在普通级金黄地鼠和SPF金黄地鼠种群分别发现25和20个等位基因,两群体的期望杂合度分别为0.4979和0.5048,其群体遗传多样性无显著差异;群体间的不同微卫星位点FST范围从0.0095到0.0367,平均为0.0315,表明两群体间的遗传分化很弱,其遗传多样性主要存在于群体内;Nei(1972)遗传距离和Nei(1978)无偏遗传距离分别为0.0678和0.0570,表明了2群体之间很高的遗传相似度和非常近的亲缘关系;Hardy-Weinberg平衡检验表明普通级和SPF金黄地鼠分别有2个和3个位点偏离遗传平衡,且偏离位点均表现为杂合子缺陷。结论该SPF金黄地鼠基本保持了其来源普通级黄地鼠的遗传多样性,两群体间遗传分化程度和遗传差异很小,但应进一步加强其封闭群的繁育控制,保持其遗传稳定性。     

我国粘虫种群的微卫星位点筛选及遗传多样性分析

【目的】筛选适用于我国粘虫Mythimna separata种群遗传学研究的微卫星位点,从分子水平揭示粘虫种群的遗传多样性。【方法】利用已报道的微卫星标记及本实验室粘虫转录组测序的SSR序列,采用PCR产物荧光标记与自动扫描分型方法,分析各位点在我国河南、陕西、山西3个省份的7个粘虫地理种群200头试虫中的扩增稳定性和多态性。【结果】7个粘虫地理种群有7个位点能稳定扩增且具有较高的多态性。这7个位点等位基因丰富度(Ar)为4.167~12.402,观测杂合度(Ho)平均为0.640,期望杂合度(He)平均为0.752,多态信息含量(PIC)为0.547~0.884;各位点均存在无效等位基因且偏离哈迪-温伯格平衡,所有成对位点不存在显著连锁不平衡情况。【结论】从来自河南、陕西、山西的7个不同粘虫地理种群中成功筛选了7个能稳定扩增的SSR位点,且在这7个不同的粘虫地理种群中均具有较高的多态性,可用于我国粘虫种群遗传结构研究。粘虫不同地理种群间基因交流频繁,基因交流阻止了由遗传漂变引起的群体间分化,不同地理种群间遗传分化很低甚至不存在遗传分化。     

梨小食心虫微卫星标记的扩增稳定性及多态性分析

【目的】筛选适合我国梨小食心虫Grapholita molesta种群遗传学研究的微卫星位点,并依据所筛选的微卫星位点进行梨小食心虫地理种群的遗传多样性分析。【方法】利用欧洲梨小食心虫和苹果蠹蛾Cydia pomonella种群中已报道的11个微卫星位点, 分析各位点在我国12个种群257头梨小食心虫样本中的扩增稳定性,再进行其多态性分析,筛选适合的位点,然后进行种群遗传多态性分析。【结果】在分析的11个微卫星位点中, 位点Gm01, Gm03, Gm04和Cyd15无法稳定扩增; 位点Gm05扩增成功率较低, 位点Gm07遗传多态性较低; 而位点Gm02, Gm06, Gm08, Gm09和Gm10等扩增效果稳定且遗传多态性丰富。这5个稳定扩增的微卫星位点平均等位基因数量（N_A）为7.417~12.500, 平均观察杂合度（H_o）为0.366~0.655, 平均期望杂合度（H_e）为0.642~0.846, 多态信息含量（PIC）为0.800~0.935。【结论】本研究成功筛选出位点Gm02, Gm06, Gm08, Gm09和Gm10等5个微卫星位点。基于这5个微卫星位点标记的结果显示, 山东和陕西不同梨小食心虫地理种群均具有丰富的遗传多样性。 这5个位点可以适用于我国梨小食心虫种群的进一步遗传分析研究。     

卤虫(AC)_n和(AG)_n微卫星文库构建

卤虫Artemia作为重要的基础实验材料和经济动物资源,其微卫星位点具有重要的研究和应用价值。本研究使用磁珠富集法,成功构建了卤虫的(AC)_n和(AG)_n微卫星富集文库。通过对文库进行PCR方法鉴定和测序确认,所构建的(AC)_n和(AG)_n文库阳性克隆率分别为55.8%和34.5%。依据得到的微卫星序列,设计并合成了63对微卫星引物,随机以2个地理单元(青海、西藏)共18个卤虫基因组DNA为扩增模板,筛选出6对具有多态性的卤虫微卫星引物。本研究筛选出的微卫星多态位点可用于卤虫种群的遗传多样性评估、遗传图谱的构建和数量性状定位等后续工作。     

藏羚羊(AC)_n,(AG)_n微卫星文库构建

藏羚羊Pantholops hodgsonii是我国珍稀的动物资源,开发其微卫星标记具有重要的科研与应用价值。本研究采用FIASCO法(Fast Isolation by AFLP Sequences Containing repeats)构建了藏羚羊的(AC)n和(AG)n微卫星富集文库。各文库随机挑取150个白色菌落,分别筛选到76个(AC)n和61个(AG)n阳性克隆;经测序得到含AC重复的微卫星序列37条和含AG重复的序列29条。研究共设计、合成微卫星引物47对,以扩增、电泳等方法进行筛选,最终获得15个可稳定扩增且具有多态的微卫星标记。筛选出的引物可用于评估藏羚羊的核DNA遗传多样性、遗传结构、种群动态以及构建藏羚羊遗传图谱等。     

三江源和祁连山国家公园雪豹种群的遗传结构分析

掌握遗传信息对濒危物种的保护和管理具有重要意义。本研究在我国雪豹重要分布区祁连山和三江源国家公园分别采集粪便样品,利用mtDNA的cyt b基因、微卫星多态性位点进行了雪豹的物种鉴定、个体识别和种群遗传结构评估。在采集286份疑似雪豹粪便样品中,成功的对86份雪豹样品进行了扩增鉴定,利用微卫星位点进行个体识别获得41只雪豹个体,其中祁连山国家公园26只,三江源国家公园15只。通过等位基因数、有效等位基因数、观测杂合度、期望杂合度、多态信息含量等指标进行种群遗传多样性评估,认为雪豹种群遗传多样性相对较低,但祁连山国家公园雪豹种群遗传多样性相对较高。STRUCTURE进行群体遗传结构分析表明,4个种群可以划分为3个遗传类群,祁连山国家公园的种群（YCW和QLS）与三江源国家种群(DC和SJ)的遗传差异,可能与种群间的地理隔离存在明显的相似性。     

利用非损伤性方法评估神农架保护区川金丝猴种群遗传多样性

湖北神农架国家级自然保护区是中国川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)的重要分布区之一,为了更好地了解神农架川金丝猴种群遗传结构,并制定有效的保护对策,采集了该保护区2个川金丝猴种群126份样品,其中分布在大龙潭的人工补食种群粪便样品60份,分布在千家坪的一个小种群粪便样品63份、肌肉样品3份。通过应用线粒体DNA(mtDNA)引物和筛选出的9对近缘微卫星位点成功地进行了川金丝猴种群的遗传多样性和遗传结构分析,同时使用Y染色体相关标记方法进行性别鉴定。结果显示:在24份川金丝猴mtDNA D-loop区401bp序列中,共检测出27个变异位点,定义了20个单倍型,单倍型多样性(h)为0.9820,核苷酸多样性(π)为0.0129;其中有9对微卫星位点能够在117份粪便样品DNA中稳定扩增,2对位点可能偏离Hardy-Weinberg平衡,平均有效等位基因数(Ne)为3.85,遗传杂合度(Ho)为0.7450;多态信息含量(PIC)为0.5950。使用Y染色体标记方法,在58个特有的基因型中检测到18个雄性和40个雌性川金丝猴。微卫星标记和mtDNA D-loop区基因序列均表明神农架川金丝猴存在较丰富的遗传多样性,同时2个取样点川金丝猴种群间出现了明显的遗传分化。     

三个近交系C57BL/6J小鼠群体微卫星遗传变异分析(英文）

应用微卫星遗传标记对近交系C57BL/6J(B6)小鼠遗传稳定性进行分析。用FAM标记的引物PCR扩增了来自北京和上海三个实验动物生产单位提供的三个B6小鼠群体共15个微卫星位点并进行分型。结果显示,所有位点均处于纯合状态,其中7个位点为多态位点。研究表明各B6群体虽然为高度近交群体,但不同生产单位维持的B6群体之间存在遗传分化。     

筛选适用于小型猪遗传检测的微卫星位点

目的筛选用于封闭群小型猪遗传检测的微卫星位点。方法从资料和GenBank中选取扩增效果好、等位基因多、均匀分布于小型猪18条常染色体和X染色体上的100个微卫星位点,合成引物,对封闭群小型猪基因组进行PCR扩增及条件优化。PCR产物采用琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳和STR扫描技术进行分析和比较,选择多态性好的位点。结果筛选出32个分布于不同染色体且等位基因多的微卫星位点。结论筛选出了应用于封闭群小型猪遗传检测的微卫星位点。     

基于转录组测序的大熊猫多态性微卫星标记筛选

结合已公布的大熊猫Ailuropoda melanoleuca基因组和本实验室所测6只大熊猫的转录组数据,筛选多态性微卫星位点并分析其组成及特征。结果显示:共获得326个多态性微卫星位点,其中二碱基多态性微卫星最多,共228个,占69.93%;三、四、五、六碱基所占比例分别为9.51%、14.11%、5.21%、1.22%。根据分析结果中缺失率与标准差2项指标以及位点序列长度,选取20个多态性二碱基微卫星位点,用于25只大熊猫个体血液DNA进行PCR验证并做后续分析。结果表明:不同位点的等位基因数为2~8,平均等位基因数为3.70,观测杂合度、期望杂合度分别为0~1.000、0.280~0.784,平均值分别为0.472和0.532。在Bonferroni校正后,证实4个位点显著偏离哈迪-温伯格平衡,所有位点未观察到显著连锁不平衡(P>0.01)。20个位点多态信息含量(PIC)在0.246~0.734,其中具有高度多态性的位点9个(PIC>0.50),11个位点呈中度多态性(0.25相似文献   

勐养保护区亚洲象微卫星位点筛选及种群遗传多样性分析

本文以亚洲象肌肉样品提出的DNA为模板,从非洲象31个微卫星位点和5个已知亚洲象微卫星位点中筛选勐养亚洲象的微卫星位点,进而对在西双版纳勐养保护区3年采集到的191 份亚洲象粪便样品中提出的DNA进行特异性PCR扩增、基因分型、检测位点信息和遗传多样性分析.结果表明:36个位点中有14个位点能在亚洲象肌肉样品提出的DNA中成功扩增,且经测序证实为微卫星位点.其中9个多态位点能在185份粪便样品DNA中稳定扩增.勐养种群中,3个位点可能偏离Hardy Weubberg平衡,至少8个位点间无明显连锁存在,平均等位基因数3.78±1.72,平均期望杂和度0.32 ± 0.06,平均观察杂和度0.36±0.02,平均多态信息含量0.28 ,说明这9个位点适用于勐养亚洲象的遗传学研究.根据微卫星位点的杂合度和等位基因频率,相比于其他亚洲象种群,勐养亚洲象种群遗传多样性较低且等位基因频率具有特异性.     

利用微卫星研究普洱亚洲象种群的遗传多样性

本文采用非损伤性取样法获得普洱地区亚洲象粪便样品113份,试剂盒法提取粪便基因组总DNA,利用9对微卫星引物对DNA进行特异性扩增,CERVUS 3.0软件基因分型得到49个独特的基因型。利用GenAlEx v6.5与Arlequin v3.5进行位点遗传信息检测和种群遗传多样性分析,结果表明：研究采用的所有微卫星位点均未偏离哈迪温伯格平衡,位点的平均等位基因数为3.111,平均香农信息指数为0.804,平均期望杂合度为0.468,平均观测杂合度为0.476。比较相同位点上不同地区亚洲象的遗传杂合度,表明普洱地区亚洲象的种群遗传多样性较低。     

直接测序法构建圈养大熊猫MHC遗传档案

主要组织相容性复合体(MHC)基因的遗传参数是濒危动物圈养遗传管理的重要参考依据。本研究通过建立MHC基因分型的直接测序方法,对中国大熊猫保护研究中心圈养的91只大熊猫Ailuropoda melanoleuca进行了3个Ⅰ类MHC基因(Aime-C、Aime-I、Aime-L)和4个Ⅱ类MHC基因(Aime-DQA1、Aime-DQA2、Aime-DQB1、AimeDRB3)的遗传变异分析,发现该圈养种群拥有22条Ⅰ类MHC基因和23条Ⅱ类MHC基因,包括3条新发现的Ⅰ类MHC基因,分别命名为Aime-I*08、Aime-L*08和Aime-L*09。Aime-L*08与已报道的Aime-L*02、Aime-L*09与已报道的Aime-L*04的相似率分别为99.8%(1个碱基差异)和99.6%(2个碱基差异)。直接测序法可直接对长片段的Ⅰ类MHC基因区域进行分型,且仅需掌握PCR扩增技术,不需要掌握聚丙烯酰胺凝胶电泳技术以及银染的显色技术,便于各繁育基地开展大熊猫MHC遗传档案的建立工作。此方法对我国大熊猫圈养种群的遗传管理体系的进一步完善具有重要的应用价值。     

尚勇保护区亚洲象种群数量评估和遗传多样性分析

亚洲象(Elephas maximus)是我国国家一级保护动物,准确地评估其种群大小和遗传多样性对该物种的保护具有十分重要的意义。本文采用非损伤性取样方法,并结合野外观察数据对尚勇保护区当前亚洲象种群数量进行了评估,同时对该种群的遗传多样性进行了分析。采用7对微卫星引物对185份粪便样品进行扩增,通过基因分型,得到59个独特的基因型。文章采用两种方法评估种群数量,即聚集曲线法和分子标记重捕法,估计尚勇保护区的亚洲象种群数量为76±8头(95%置信区间内为67–99头)。遗传多样性方面,平均等位基因数为3.86,平均观察杂合度为0.52,平均期望杂合度为0.42,平均多态信息含量为0.34,表明尚勇保护区亚洲象种群遗传多样性水平为中等偏低,与勐养种群遗传多样性水平相似。     

两个常染色体显性遗传寻常性鱼鳞病家系致病基因的定位

为了对寻常性鱼鳞病的致病基因进行定位, 收集了2个湖南寻常性鱼鳞病家系, 采集外周血, 提取基因组DNA, 采用1号染色体和10号染色体上2个已知寻常性鱼鳞病位点的微卫星标记对这两个家系进行基因分型和连锁分析。结果显示, 寻常性鱼鳞病家系1的致病基因位于D1S498(1q21)附近, 与已知定位区间重叠; 寻常性鱼鳞病家系2的致病基因位点与已知的寻常性鱼鳞病位点不连锁, 可能存在新的致病基因位点。     

使用SPE软件筛选绿尾虹雉微卫星引物及其在亲缘关系鉴定上的应用

圈养绿尾虹雉Lophophorus lhuysii多为一雄配多雌,但由于雄鸟更换,雌鸟产蛋期交错,且无特定产蛋位,导致亲子关系难以确认。本研究从绿尾虹雉基因组中广泛筛选微卫星位点,得到13对引物。采用微卫星PCR引物特异性鉴定程序（SPE）对引物序列进行评估,排除1例PCR产物长度相近的特殊多位点扩增。利用获得的12个微卫星标记在18份绿尾虹雉蛋壳/羽毛DNA样品中进行遗传多样性分析,同时以其中15份蛋壳样品（2018—2019年搜集）为检材,进行了亲缘（同胞）关系鉴定。结果表明,这12个微卫星标记可用于绿尾虹雉亲缘关系的鉴定,对提高小种群的维持能力,保持种群遗传多样性具有重要意义。     

小麦A/B染色体组SSR标记在新小麦合成前后的比较研究

微卫星分子标记已广泛用于普通小麦遗传和进化研究。由于人工合成小麦与小麦品种之间存在高的遗传多样性,人工合成小麦已被大量应用于小麦分子标记工作中。但是,目前还缺乏人工合成小麦的异源六倍化过程对微卫星影响的研究。本研究直接比较了四倍体小麦与节节麦远缘杂交并经染色体加倍获得人工合成小麦前后,位于普通小麦A/B染色体组不同染色体臂上的66个特异引物揭示的微卫星位点的保守性和可转移性。结果表明,除了一个引物在新合成小麦中扩增出供体亲本没有的新带,一个引物在节节麦扩增出的产物在新合成小麦中消失,其他的所有微卫星引物的扩增产物在小麦合成前后是保守的,没有变异发生。所有的引物能够在四倍体小麦中扩增出微卫星产物,四倍体小麦中的扩增产物也出现在新的人工合成小麦中;有70%的引物能够在节节麦扩增出产物,其中的绝大多数产物也出现在新的人工合成小麦中。因此,普通小麦A/B染色体组的这些微卫星引物除了在人工合成小麦的A/B染色体组中扩增出产物,还能在其D染色体组中扩增出产物,也就是说,这些引物对人工合成小麦而言,并非是A/B染色体组特异的。根据该研究结果,讨论了小麦微卫星的可转移性和特异性问题,重点讨论了在应用人工合成小麦构建的遗传群体进行微卫星分子标记中的应用价值及其应该注意的问题。