草鱼EST-SSR标记及5个不同地域群体的遗传结构分析

以草鱼(Ctenopharyngodon idella)脑、肌肉、肝等组织构建cDNA文库,经测序获得unigenes序列45 318个,从中筛选微卫星序列共5 556个,据此设计EST-SSR引物118对,其中19对引物能够扩增出带型清晰且多态性较高的谱带。用这19个EST-SSR标记研究3个长江水系群体(石首、监利和长沙)和2个珠江水系群体(清远和肇庆)草鱼的遗传结构。结果表明,5个群体的平均多态信息含量(PIC)为0.415 4～0.460 4,显示草鱼群体的遗传多样性偏低;平均观测杂合度(Ho)为0.415 8～0.501 3,平均期望杂合度为(He)0.450 6～0.502 8,其中,长沙群体平均期望杂合度最高,为0.502 8,监利群体的平均观察杂合度和平均期望杂合度均最低,分别为0.415 8和0.450 6,即长沙群体的遗传多样性最高,监利群体的遗传多样性最低;对数据进行F-检验,结果表明,群体间的遗传分化程度低。Hardy-Weinberg平衡的卡方检验结果表明,5个群体均一定程度上偏离了平衡;聚类分析显示长沙群体、石首群体与监利群体聚成一支;肇庆群体与清远群体聚成一支,这与草鱼群体的流域分布一致。     

基于G-SSR和EST-SSR标记的鲫6个群体遗传结构分析

研究同时利用非编码区和编码区微卫星标记(G-SSR和EST-SSR)分析黑龙江、长江、奉化江及淮河水系共6个野生鲫(Carassius auratus)群体的遗传多样性及遗传结构, 并比较2类不同来源SSR用于鲫群体遗传多样性分析的差异。8个G-SSR标记在6个鲫群体中检测到173个等位基因, 平均N_a、N_e、H_o、H_e以及PIC分别为22、12.9、0.769、0.893和0.879, 群体间F_st值介于0.008—0.085, 其中来自黑龙江水系的2个群体与其余水系的所有群体均达到或接近于中等程度的遗传分化, 而长江、奉化江和淮河水系4个群体间的遗传分化程度不明显。Nei’s遗传距离介于0.203—0.701; 根据遗传距离所绘制的UPGMA聚类图将6个鲫群体划分为2个大分支, 其中来自黑龙江水系的2个群体聚为一枝, 其余水系群体聚为另一枝。贝叶斯分析也支持这一结果, 将6个鲫群体划分为2个最佳理论群。利用8个EST-SSR标记在6个鲫群体中共检测到155个等位基因, 平均N_a、N_e、H_o、H_e以及PIC分别为19、9.5、0.728、0.870和0.855; 群体间F_st值和Nei’s遗传距离分别介于0.005—0.084和0.117—0.683; 基于EST-SSR标记的UPGMA聚类分析和贝叶斯分析也将6个鲫群体划为两大类群: 黑龙江水系群体; 长江、奉化江和淮河水系群体。G-SSR和EST-SSR标记检测6个鲫群体的平均多态信息含量(PIC)分别为0.786—0.864和0.761—0.833。研究结果显示: 6个野生鲫群体均具有较高的遗传多样性, 但黑龙江水系群体多样性低于其他水系群体; 尽管EST-SSR标记的多态性略小于G-SSR标记, 但是2类微卫星标记均揭示了相似的鲫群体遗传结构和分化格局。研究结果对鲫种质资源的保护和EST-SSR标记在鱼类群体遗传学研究价值的评价提供了新的信息。     

长江水系钱草鱼遗传结构及变异性的RAPD研究

采用随机扩增多态性DNA（RAPD）技术对长江中游的湖北嘉鱼与江西瑞昌两个地理群体和中游的汉江和湘江两大水系的鲢和草鱼的群体进行了遗传学研究。发现长江水系链的遗传变异要高于草鱼,与现今生物量成反比的反常现象。鲢遗传多样性从大到小的分布是嘉鱼→湘江→瑞昌→汉江。草鱼遗传多样性从大到小的分布是瑞昌→汉江→湘江→嘉鱼,鲢和草鱼的遗传多样性地理分布并不一致。遗传分化指数Gst分别为12.3%和17.5%,表明鲢和草鱼的四个地理群体的遗传分化度较低,可能与地理较近和基因交流频繁有关。     

长江中游水系鲢和草鱼群体mtDNA遗传变异的研究

采用PCR技术进行了长江中游鲢和草鱼四个地理群体的线粒体DNA（mtDNA)限制性片段长度多态性（RFLP）的研究。四个地理群体包括长江中游的湖北嘉鱼和江西瑞昌两个地理群体,长江中游的两大支流江汉和湘江群体。PCR技术扩增出mtDNA ND5-ND6基因,选用10种限制性内切酶对PCR产物进行酶切。从鲢中共检出18种单倍型,在草鱼中没有发现多态现象,只有一种单倍型存在。进一步地证实了长江鲢的遗传多样性比草鱼的要丰富得多,与这两种鱼类在长江现有生物量成反比的反常现象。     

用EST-SSR标记分析中国北部和中部地区天蓝苜蓿的遗传多样性和遗传结构

天蓝苜蓿（Medicago lupulina）隶属于苜蓿属,是一年生或越年生、广布的草本植物。通常认为它是自交种,但也有些研究报道它具有异交或者混合交配的繁育系统。为了了解它的居群遗传变异、基因流、繁育方式及其遗传背景,我们用9个EST—SSR标记分析了中国新疆、内蒙古、甘肃、北京、山西、陕西、湖北7个省区的17个天蓝苜蓿野生居群。结果表明：（1）EST—SSR的多态位点百分率（PPL）为71．9％;每个SSR位点的等位基因数似）为4-11（平均为7．333）;遗传多样性（HE）最高的居群是新疆那拉提（0．388）,最低的为陕西西安（0．042）。自交率达93．8％。（2）居群间的遗传分化水平高（FST=0．528;RST=0．499）,AMOVA分析结果显示遗传变异主要存在于居群问,占总变异的59．02％。（3）Mantel检验发现遗传距离和地理距离有显著的相关性（r=0．4141,P≤0．0003）。根据Nei’s遗传距离（Da）得出的Neighbor-joining树显示,地理距离近的居群聚在一起,这进一步验证了Mantel检验的结果。由此推测,天蓝苜蓿中等水平的遗传多样性和高度的居群间遗传分化主要受它的自交特性和分布方式影响。上述结果有助于初步了解天蓝苜蓿的种群动态和遗传结构,同时对苜蓿属种质资源的保护和遗传育种有重要意义。     

大麻EST-SSR遗传结构分析及指纹图谱构建

大麻是一年生草本植物,一种多用途、可持续的作物。迄今为止,关于大麻遗传结构的研究还很少。本研究通过EST-SSR分子标记分析大麻的遗传多样性和种群结构。结果表明,20对引物共扩增出113个清晰条带,其中113个（100%）是多态性的;共检测到232个等位基因,平均每对引物检测到4.0176个等位基因;观测杂合度（Ho）平均为0.7102,期望杂合度（He）平均为0.6935;200个个体香农信息指数介于0.7204～2.4625之间,平均值为1.5368;多态信息含量（PIC）变化范围为0.3519～0.8801,平均为0.6558;平均基因流（Nm）平均值为13.6525。基于种群遗传结构、主成分分析和未加权的算术平均对组法（UPGMA）分析,将大麻材料聚类为3组。不同聚类方法之间结果相似,但3种模型的少数个体植株分布不同。聚类结果、基因多样性和遗传相似系数表明,大麻个体总体亲缘关系较为密切。同时用5对核心引物能够区分参试种质,并为每份种质构建了指纹图谱。研究结果为今后的大麻育种、遗传改良和核心种质资源收集提供了参考。     

牙鲆微卫星标记的筛选及群体遗传结构分析

采用生物素-磁珠吸附微卫星与质粒二次检测相结合的方法克隆牙鲆微卫星,并利用所得到的引物分析野生群体遗传结构.共获得2805个阳性克隆,测序得到3120个含微卫星的序列.其中完美型、非完美型和混合型分别占57.97%、7.25%和34.78%.用Primer 3.0软件设计牙鲆微卫星引物,从中筛选出具稳定多态性的30对,分析中国黄海、渤海海域4个不同海区牙鲆野生群体(大连、北戴河、丹东、青岛)遗传结构.结果显示:有效等位基因数为3.93～9.94,平均为6.95;观测杂合度为0.532～0.895,平均为0.753;期望杂合度为0.635～0.902,平均为0.820;Hardy-Weinberg平衡指数(d)的变化范围为-0.247～0.512,其中7个位点表现为杂合子过剩(d>0),其余位点表现为杂合子缺失(d>0).聚类分析显示:4个群体聚为两类,大连与丹东聚为一类,北戴河与青岛聚为一类.     

三七栽培居群遗传多样性的EST-SSR分析

利用EST-SSR标记分析比较6个文山三七居群的遗传多样性和遗传结构,并以2个近缘种为对照进行聚类分析。17对人参属EST-SSR引物在8个居群中共检测到205个多态位点。在居群水平上,6个三七栽培居群的平均多态性信息量为0.729,Ne i′s基因多样性为0.1568,Shannon多样性指数为0.2466,居群间的遗传分化系数为0.2350。研究显示三七具有丰富的遗传多样性,但彼此间具较高的基因交流,居群间遗传分化水平低,遗传差异主要存在于居群内;另外,遗传相似度和聚类分析显示,三七及其近缘种被划分为3个大类群,6个三七栽培居群被分为3个小类群,三七与珠子参有较近的遗传关系,而与屏边三七的遗传距离较远。     

高丹草EST-SSR标记的开发及其遗传多样性

对NCBI数据库中210 878条高粱EST序列进行处理, 得到57 498条无冗余EST序列, 经SSR搜索, 发现3 338个SSR分布于3 116条EST序列中, 分布频率为1/11.28 kb, 包括215种基元重复类型。其中三核苷酸重复最高, 占68.33%, 二核苷酸重复占17.97%。3 338条SSR序列中有1 694条序列能够设计出引物, 所占比例为50.75%。选取14对引物进行合成, 对50份高丹草、7份高粱和3份苏丹草材料进行了EST-SSR扩增, 共检测到72个等位变异, 平均每对引物检测出5.14个基因位点。每对引物多态性指数范围为0.54~0.93, 遗传距离的变化范围0.1646~0.6398。结果显示：供试材料具有较丰富的遗传多样性, 根据EST-SSR数据的聚类分析, 将供试材料按亲缘关系远近分为5大类, 来源相同的品种大致聚在一类, 呈现出一定的地域性分布规律。同时发现4个特异分子标记, 其中引物D1763只对314A和白壳苏丹草杂交后代GB-4-2高丹草审定品种产生特异性, 此标记已作为该材料的特异性标记用于种质资源的鉴定中, 同时表明, EST-SSR标记是高丹草遗传多样性及特异性研究的一种有效方法。     

长江中游草鱼天然种群的生化遗传结构及变异

采用淀粉或聚丙烯酰胺凝胶电泳方法分析了长江中游武汉江段草鱼天然种群(n=81)中10种同工酶约28个基因座位的遗传变异型。该种群的多态座位比例为16.7%,平均杂合度为0.0739。而Utter和Folmar(1978)曾报道美国的5个草鱼人工繁殖种群的多态座位比例及平均杂合度分别为6%和0.021。比较结果表明,近交很可能是导致草鱼人工繁殖种群中遗传变异性降低的主要原因。我们认为生产上采用数量大、来源广的亲鱼进行人工繁殖,并定期用天然种群更换或补充繁殖用亲鱼很可能是保持或增加鱼类人工繁殖种群遗传变异性的一种有效手段。     

长江水系草鱼遗传多样性的微卫星DNA分析

利用已发表的鲤微卫星引物在草鱼中进行PCR扩增,结果有5对引物(6个座位)能成功扩增并且有较高多态性,等位基因数在3-7个之间。这些异种扩增的草鱼微卫星符合孟德尔遗传规律。测序证明草鱼中的微卫星核心重复序列部分与鲤中的原始核心序列相似,也有一些变化。随后用这6个多态微卫星座位研究了来自长江水系的四个草鱼群体的遗传结构,结果显示每个群体的平均等位基因数在38与48之间,平均观测杂合度(Ho)在04000与05741之间,平均期望杂合度(HE)在04773与06489之间,有多个座位在不同的群体中偏离哈代-温伯格平衡。遗传距离分析表明四川群体与洞庭湖群体遗传距离最远,而嘉鱼群体与鄱阳湖群体遗传距离较近。分子变异分析(AMOVA)表明,群体内遗传变异与群体间遗传变异分别占总遗传变异的9560%与440%,固定系数(FST)为0044,这表明长江水系草鱼目前的群体分化很微弱。       

草鱼雌核发育后代不同群体的微卫星遗传分析及指纹识别

以紫外线灭活的团头鲂精子激活草鱼卵子,冷休克抑制第二极体排出的方法诱导出长江水系优良F2代草鱼减数雌核发育子代。在后代中不仅存在雌核发育后代,还存在草鲂杂交后代,雌核发育后代的体型与草鱼一致,而草鲂杂交后代的体型介于草鱼与团头鲂之间。Partec CyFlow倍性分析仪测定结果显示:普通草鱼与雌核发育草鱼的相对DNA含量分别为23.01和22.72,二者的DNA含量接近;而高体型子代的相对DNA含量为25.38,介于草鱼与团头鲂（DNA含量28.21）之间,属于草鲂杂交后代。选取17个微卫星标记对草鱼群体、雌核发育草鱼群体和草鲂杂交后代的遗传多样性进行了检测,共检测出59个等位基因,其中43.18个有效等位基因。草鱼对照群体、草鲂杂交后代和雌核发育草鱼群体的平均等位基因依次为3.57、2.86和2.79,平均有效等位基因依次为2.93、2.37和1.96,平均期望杂合度在依次为0.6502、0.5573和0.3775,多态信息含量（PIC）平均值依次为0.5738、0.4649和0.3791。与草鱼对照群体相比,雌核发育草鱼群体的遗传多样性显著下降,表明通过减数雌核发育方法可获得纯合性较高的草鱼个体。构建了草鱼后代不同群体的DNA指纹模式图,筛选到不同群体的9个特异微卫星标记,为草鱼优良群体的选育提供了基础资料。     

长江中下游鲢鳙草青四大家鱼线粒体DNA多样性分析

对长江中、下游湖北石首、江西九江、安徽芜湖三江段鲢、鳙、草鱼、青鱼天然群体共３６５尾鱼的线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）的ＮＤ５／６、Ｃｙｔｂ基因和Ｄ－Ｌｏｏｐ区片段进行了限制性内切酶酶切片段长度多态（ＲＦＬＰ）分析。结果表明：（１）长江中、下游鲢、鳙和青鱼的遗传多样性丰富，草鱼不甚丰富。发现鲢、鳙和青鱼的ｍｔＤＮＡ基因型分别有２８、１９、２７种，草鱼ｍｔＤＮＡ基因型仅见７种；鲢、鳙和青鱼的基因型多样性     

长江中下游不同地理种群鳜遗传结构研究

以长江、通江湖泊(洞庭湖、鄱阳湖)、陆封型湖泊(牛山湖、涨度湖、汤逊湖、肖四海湖)不同水体鳜为研究材料,利用微卫星遗传标记对其种群遗传结构进行分析,结果表明:由期望杂合度(He)和多态信息含量指数(PIC)检测的遗传多样性由大到小的顺序为:长江、通江湖泊群体>无放流陆封型湖泊群体>放流的陆封型湖泊群体,并且发现一些稀有等位基因位点在陆封型湖泊鳜群体中消失;由杂合度检验可以看出,所有群体在绝大多数位点都呈现杂合过剩现象,经过哈代-温伯格平衡检验,显示均显著偏离哈代-温伯格平衡(Pst为0.2727,显示群体间已发生较大遗传分化,其变异主要体现在通江湖泊和陆封型湖泊之间,同时由于陆封型湖泊之间放流管理模式的不同,亦会产生中度分化。研究结果表明,江湖阻隔是造成定居性鱼类鳜种群间遗传分化的重要原因之一。       

草鱼野生与选育群体线粒体DNA控制区D-loop遗传变异分析

为探究经过2个选育世代后选育群体遗传多样性和遗传结构的变化, 研究对4个野生群体(邗江、九江、石首和吴江)和2个选育世代(F1和F2)进行了线粒体DNA控制区(D-loop)序列的遗传变异分析。实验结果表明, 4个野生群体在单倍型数目(H)、单倍型多样性(H_d)、核苷酸多样性(π)、平均核苷酸差异数(K)水平上均高于2个选育世代, 在2个选育世代内表现为F1代群体的核苷酸多样性(π)和平均核苷酸差异数(K)大于F2代群体, 但单倍型多样性(H_d)小于F2代群体; 单倍型分析结果表明, 6个群体间无共享单倍型, 4个野生群体间共发现2种共享单倍型(Hap1和Hap3), 石首群体和2个选育世代共享1种单倍型(Hap15); 遗传分化指数(F_st)分析结果表明, 邗江、九江、吴江3个野生群体和2个选育世代间存在较大的遗传分化(F_st范围为0.41475—0.55128), 石首群体与F1代群体之间存在较小的遗传分化, 与F2代群体之间存在中等水平的遗传分化, 同时F1代群体与F2代群体之间存在较小的遗传分化; 基于6个群体276个个体构建的邻接(Neighbor-Joining, NJ)进化树和基于27种单倍型构建的单倍型网络图也得到了相似的结论, 即邗江、九江、吴江3个野生群体和2个选育世代间的亲缘关系较远, 石首群体和2个选育世代两两之间的亲缘关系较近。以上结果表明, 经过2个世代的选择育种, 选育群体的遗传结构已发生了变化, 并且随着选育的进行, 选育世代的遗传多样性下降的较为明显, 这警示着我们在今后的育种工作中应适当改变现有的选育方案, 并实时监测选育群体的遗传多样性, 以便为今后进一步的选育工作打下坚实的基础。     

长江中游鲢鱼天然种群的生化遗传结构及变异

采用淀粉或聚丙烯酰胺凝胶电泳方法分析长江中游鲢鱼天然种群11种同工酶约31个基因座位的遗传变异性。在可用于种群遗传结构分析的27个座位中,有4个座位(Ldh-C,idhp-A,Est-1,-2)具有多态性。该种群的多态座位比例为14.8%,平均杂合度为0.0451。比较结果表明,鲢鱼天然种群的多态座位比例与人工繁殖种群相似。我们认为,鱼类人工繁殖种群遗传变异性的降低在很大程度上取决于人工繁殖过程中的某些不合理因素,人为地避免或限制这些因素将有利于保持鱼类人工繁殖种群的遗传变异性。       

三峡库区5 个鲢群体遗传变异的微卫星分析

研究利用10 个高度多态的微卫星标记对三峡水库秭归、巫山、云阳、忠县、木洞等5 个库区鲢(Hypophthalmichthys molitrix)的野生群体进行了遗传多样性分析。检测到161 个等位基因, 群体共有等位基因84 个, 每个微卫星位点的等位基因数729 不等。平均观测杂合度Ho 为0.7840.846, 平均期望杂合度He 为0.8280.847, 平均多态信息含量PIC 为0.7970.817。Fst 值为-0.0010.009, 表明5 个鲢群体间没有遗传分化。Hardy-Weinberg 平衡检验表明巫山、云阳、木洞群体在一些位点上偏离遗传平衡。Bottleneck 分析显示长江三峡库区江段的鲢群体可能在历史上经历了遗传瓶颈。5 个群体间的遗传相似系数为0.8910.950, 遗传距离为 0.0500.115, 根据 Nei's 遗传距离所绘制的聚类图, 表明鲢群体间的遗传距离与其地理距离基本一致。贝叶斯分析结果也证实三峡库区5 个鲢群体可视为一个类群。尽管没有检测到遗传分化, 数据清晰地表明三峡库区的鲢群体仍有很高的遗传多样性, 研究结果为三峡地区和长江上游的鲢种质资源保护和种群评估提供了参考。       

长江下游鳙鱼天然种群的生化遗传变异

近年来,我们在从事鳙鱼同工酶发育遗传学研究的基础上,分析了长江下游鳙鱼天然种群的生化遗传变异性,以便为合理开发和利用鳙鱼天然资源以及建立和保护人工种质资源库及基因库提供理论依据。