水产养殖动物遗传连锁图谱及QTL定位研究进展

自1997年美国农业部启动5种水产养殖动物基因组计划以来，在不到10年的时间里，世界各国都相继开展了本国主要水产养殖动物基因组研究。截至2005年底，有近17种海淡水养殖动物公布了遗传连锁图谱：属于高密度连锁图谱的有虹鳟和大西洋鲑(标记数超过1 000)；属于中密度遗传连锁图谱的有罗非鱼、沟鲶、黑虎虾、日本牙鲆和欧洲海鲈(标记数为400—1 000)；属于低密度遗传连锁图谱的有泰国的胡鲶，中国的栉孔扇贝、鲤鱼，日本的黄尾shi，美国的牡蛎等近10种养殖种类(标记数少于400)。水产养殖动物遗传连锁图谱的构建和发展，促进了一些与经济性状(如生长、抗逆、发育等)相关的数量性状位点(QTL)的定位研究。然而，QTL定位研究目前只在具有中高密度遗传连锁图谱的鲑科鱼类(虹鳟、大西洋鲑和北极嘉鱼)、罗非鱼、沟鲶和日本牙鲆等种类中开展，而且定位研究仍处在初级水平。遗传连锁图谱的高分辨率和QTL在图谱上的精确定位，是今后能否实现对主要水产养殖动物的经济性状进行遗传操作的技术保证，同时也是实现分子标记或基因辅助育种在水产养殖动物中成功运用的制胜法宝。     

水产养殖动物遗传连锁图谱及QTL定位研究进展

自1997年美国农业部启动5种水产养殖动物基因组计划以来,在不到10年的时间里,世界各国都相继开展了本国主要水产养殖动物基因组研究。截至2005年底,有近17种海淡水养殖动物公布了遗传连锁图谱：属于高密度连锁图谱的有虹鳟和大西洋鲑（标记数超过1000）;属于中密度遗传连锁图谱的有罗非鱼、沟鲶、黑虎虾、日本牙鲆和欧洲海鲈（标记数为400-1000）;属于低密度遗传连锁图谱的有泰国的胡鲶,中国的栉孔扇贝、鲤鱼,日本的黄尾鲕,美国的牡蛎等近10种养殖种类（标记数少于400）。水产养殖动物遗传连锁图谱的构建和发展,促进了一些与经济性状（如生长、抗逆、发育等）相关的数量性状位点（QTL）的定位研究。然而,QTL定位研究目前只在具有中高密度遗传连锁图谱的鲑科鱼类（虹鳟、大西洋鲑和北极嘉鱼）、罗非鱼、沟鲶和日本牙鲆等种类中开展,而且定位研究仍处在初级水平。遗传连锁图谱的高分辨率和QTL在图谱上的精确定位,是今后能否实现对主要水产养殖动物的经济性状进行遗传操作的技术保证,同时也是实现分子标记或基因辅助育种在水产养殖动物中成功运用的制胜法宝。     

我国一些主要贝类的养殖

軟体动物(Mollusca)在动物界佔第二大門,有十多万种。世界上已有10多科中的20多种,成为养殖的对象,如:鮑科(Haliotidae)、蚶科(Arcidae)、貽貝科(Mytilidae)、燕蛤科(Aviculidae)、牡蠣科(Ostreidae)、蛤蜊科(Mactridae)积竹蟶科(Solenidae)等,包含着现有一些最重要的养殖的貝类。     

牡蒿提取物抗氧化作用和遗传毒性研究

本文旨在研究牡蒿提取物(Artemisia japonica Extract,AJE)对小鼠抗氧化作用和遗传毒性效果。在建立卡介苗(BCG)+脂多糖(LPS)诱导免疫性肝损伤小鼠模型的基础上,采用给小鼠灌胃不同浓度的AJE后,分别测定小鼠肝组织中丙二醛(MDA)、谷胱甘肽氧化酶(GSH-Px)和超氧化歧化酶(SOD)的活性。检查小鼠骨髓嗜多染红细胞微核率和小鼠精子畸形率。结果表明,在一定剂量范围内,牡蒿提取物有降低小鼠肝组织中MDA含量、升高GSH-Px和SOD活性的作用,微核试验和精子畸形试验结果均为阴性。说明AJE具有较强的抗氧化作用,无遗传毒性。     

DNA分子标记技术及其在水产动物遗传上的应用研究

随着DNA分子标记技术的发展,其在动物遗传上发挥了重大作用,使用DNA分子标记可以观察到整个基因组的遗传多样性。目前,在水产养殖种类中使用的遗传标记主要包括线粒体DNA、RFLP、RAPD、AFLP、微卫星、SNP和EST标记。DNA分子标记的应用使得人们对水产养殖动物的遗传多样性、近亲繁殖、种类和品系鉴定以及遗传连锁图谱建立的研究都取得了很大进展,也加快了数量性状位点(QTL)基因的鉴定作为分子标记辅助选择(MAS)的研究。将这些标记技术在水产动物上的应用进行了论述,以及如何从人类基因组工程和斑马鱼这种模式鱼的研究中得到启发,更好的应用于水产动物基因组学和遗传学研究做一讨论。     

野生和养殖大鲵群体遗传多样性的微卫星分析

中国大鲵是世界上最大的两栖动物并且为我国特有,现在该物种野生种群急剧下降, 而人工养殖种群逐渐增多。为了对大鲵(Andrias davidianus)群体进行遗传多样性的本底调查, 本文用10对微卫星引物对28尾野生大鲵和16尾人工养殖的大鲵样本进行了遗传多样性分析。结果表明, 在10对引物中有7对检测到多态位点, 野生群体和养殖群体的观察等位基因数分别为5–8和4–6, 期望杂合度分别为0.81和0.75, 说明本实验中研究的大鲵的遗传多样性水平较高。通过人工养殖群体和野生群体的比较发现, 人工养殖群体存在较大的等位基因丢失现象, 并且遗传多样性水平低于野生群体。以上结果将为大鲵的人工繁育和遗传多样性的保护、利用提供一定的理论依据。     

草鱼野生和养殖群体间遗传变异的微卫星分析

运用微卫星标记对江苏境内草鱼(Ctenopharyngodon idella)一个野生群体(邗江群体)和两个养殖群体(淡水中心群体和无锡前洲群体)遗传多样性进行了分析。在10个座位中，每个座位检测到的等位基因数2～8个。有效等位基因数、多态信息含量、期望杂合度、平均表观杂合度均以邗江草鱼野生群体最高，分别为3.9、0.506 8、0.693 9、0.7；无锡前洲草鱼养殖群体最低，分别为2.2、0.179 6、0.523 5、0.528 6；淡水中心草鱼养殖群体各参数均介于两者之间，分别为3.5、0.290 2、0.541 8、0.542 9。以上结果表明：草鱼野生群体遗传多样性更为丰富，而草鱼养殖群体存在杂合度降低，遗传多样性下降的现象。邗江草鱼野生群体与淡水中心草鱼养殖群体和无锡前洲草鱼养殖群体间遗传分化系数分别为0.219和0.246，而两个草鱼养殖群体间遗传分化系数为0.034。这表明草鱼野生群体与草鱼养殖群体间分化严重，而草鱼养殖群体间分化微弱。各座位分化程度的χ2检验结果表明，10个座位中有GM18、MFW1-1、MFW1-2三个座位群体间分化达到极显著水平，GM03-2、MFW5两个座位群体间分化差异显著，其他座位分化不显著。针对每个座位对各群体进行Hardy-Weinberg平衡检验发现：由于草鱼养殖群体在GM03-1、GM03-2、GM18三个位点杂合子缺失，草鱼野生群体在位点GM19杂合子过剩而严重偏离平衡。实验表明：近交容易引起草鱼遗传多样性下降，纯合速度加快。     

牡豆8号祖先亲本追溯及遗传解析

牡豆8号是黑龙江省农业科学院牡丹江分院选育的高油、高产大豆品种,具有高产、抗旱、优质等特点,受到农民的欢迎。本文通过对其亲本进行追溯,建立系谱树,分析其亲本的地理来源及核遗传贡献率,揭示其遗传基础,为大豆育种亲本的选择利用提供参考。结果表明:牡豆8号属于四粒黄细胞质家族,传递过程是:四粒黄→黄宝珠→满仓金→克5501-3→绥农3号→绥农4号→绥农8号→垦农19→牡豆8号。核基因由祖先亲本农大4840、克山四粒荚、小粒豆9号、十胜长叶、Amsoy、四粒黄、金元、白眉、永丰豆、小粒黄、黄-中-中20和佳木斯秃夹子共同提供,核遗传贡献率分别是:25.00%、15.23%、12.50%、12.50%、7.81%、7.28%、7.28%、5.96%、3.13%、2.34%、0.78%和0.20%;选择亲本时,母本往往选择在当地有广泛适应性的主栽品种,而父本则选择融入地理远缘基因和生态远缘基因的桥梁亲本;品种遗传基础狭窄仍然是限制大豆育种进展的瓶颈问题。     

厚壳贻贝养殖群体与野生群体线粒体DNA的遗传分析(英文）

采用线粒体DNA COI基因序列对厚壳贻贝2个养殖群体与2个野生群体的遗传多样性进行了研究。4个群体共获得30个单倍型。结果显示：在养殖群体中单倍型的数量和遗传多样性要比野生群体的低,可能是由于只有少量的有效父母本对养殖群体的遗传变异有贡献所致。养殖群体与当地野生群体之间也未发生显著的遗传分化,可能是因为它们之间存在基因流。在今后厚壳贻贝养殖过程中,本研究可以用在对养殖群体进行遗传监测,从而保证养殖群体的遗传多样性水平。     

三疣梭子蟹增养殖过程对野生种群的遗传影响——以海州湾为例

为探明三疣梭子蟹人工增殖与养殖活动对野生资源的遗传影响,本文利用20对SSR引物对海州湾三疣梭子蟹野生群体与两个养殖群体进行群体遗传结构和遗传分化研究。结果表明,野生种群遗传多样性明显高于养殖群体,其群体杂合度Ho为0.8509,而两个养殖群体的杂合度Ho分别为0.4525和0.5283。海州湾野生三疣梭子蟹的 Ne、Ho、He、PIC均显著高于两个养殖群体（P<0.05）但两养殖群体的 Ne、Ho、He、PIC均无显著差异（P>0.05）。以上结果说明海州湾天然三疣梭子蟹群体的遗传多样性显著高于养殖群体。三群体间遗传分化处于中度水平（Fst,0.1085~0.1448）,基因流Nm处于1.5-2.0间,野生群体与养殖群体的遗传分化比养殖群体内部之间大,基因流也较养殖群体内部之间要小,表明野生群体与养殖群体存在一定的分化,基因流处于中等程度。因此,当前海州湾天然三疣梭子蟹遗传状况良好,养殖活动和人工增殖放流对天然资源的遗传影响还很有限,这可能与海州湾人工养殖三疣梭子蟹时间较短、人工放流的规模较小、时间较短有关。     

厚壳贻贝养殖群体与野生群体线粒体DNA的遗传分析(英文)

采川线粒体DNA COI基因序列对厚壳贻贝2个养殖群体与2个野生群体的遗传多样性进行了研究.4个群体共获得30个单倍型.结果显示:在养殖群体中单倍型的数量和遗传多样性要比野生群体的低,可能是由于只有少量的有效父母本对养殖群体的遗传变异有贡献所致.养贿群体与当地野生群体之间也未发生显著的遗传分化,可能足因为它们之间存在基因流.在今后厚壳贻贝养殖过程中,本研究可以用在对养殖群体进行遗传监测,从而保证养殖群体的遗传多样性水平.     

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。     

鳜原种群体和养殖群体遗传多样性的微卫星分析

本研究利用20对微卫星引物对鳜(Siniperca chuatsi)原种群体和养殖群体进行遗传多样性分析。结果表明,在鳜原种群体中检测到多态性位点14个,养殖群体11个。在两个群体中共检测到等位基因数96个,其中原种群体检测到等位基因数53个,每个位点的等位基因数在1～7之间,平均有效等位基因数为2.7390;养殖群体检测到等位基因数43个,每个位点的等位基因数在1～6之间,平均有效等位基因数为2.1284。原种群体的平均观察杂合度0.5708,Nei氏期望杂合度0.5295,平均多态信息含量PIC0.5353;养殖群体的平均观察杂合度0.3839,Nei氏期望杂合度0.4011,平均多态信息含量PIC0.5043。因此,与养殖群体相比,鳜原种群体仍有丰富的遗传多样性。本研究可为鳜种质资源的保护、监测和遗传育种提供分子水平上的数据。     

长江野鲤(Cyprinus carpio)及两种养殖鲤群体遗传多样性评估

为了给鲤鱼遗传资源保护及利用提供较为准确的基础数据,利用10对微卫星标记分析了黄河鲤(Huanghe Cyprinus carpio,人工养殖群体)、长江野鲤(Changjiang wild Cyprinus carpio,安徽段)、安徽养殖鲤(Anhui cultured Cyprinus carpio,宿州市)群体遗传多样性。遗传多样性分析实验表明:3个群体均具有较高的遗传水平,且长江野鲤群体遗传多样性高于黄河鲤、安徽养殖鲤;卡方检验表明:3个群体在较大程度上受到人类活动及生态环境变化的影响,30个位点中76.67%的位点显著偏离Hardy-Weinberg平衡。遗传距离、遗传相似度、非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means,UPGMA)聚类树及贝叶斯聚类分析均显示,长江野鲤与安徽养殖鲤亲缘关系较近,研究情况与实际生产中养殖户从长江里获得鲤鱼亲本用于繁殖苗种的现象相符。突变-漂移平衡分析显示,在TPM模式下,Wilcoxon符号秩次检验中黄河鲤群体显著偏离突变-漂移平衡,需进一步扩大选育群体。总体来说,黄河鲤、长江野鲤、安徽养殖鲤群体遗传多样性均较高,具有进一步的选育空间。     

湘江野鲤养殖群体和自然群体遗传多样性的微卫星分析

采用微卫星技术,用17对微卫星引物对湘江野鲤养殖群体和自然群体的的遗传多样性进行分析.结果表明:有15对引物扩增出清晰的条带,其中13对引物在群体间呈现多态性;2个群体中,13对多态性引物分别扩增等位基因2～12个,共90个,其中35个等位基因为2群体共有,55个等位基因具有群体特异性,引物平均等位基因数为6.92个,等位基因频率为0.0667～0.8333;养殖群体和自然群体的平均遗传杂合度和平均多态信息含量分别为0.5688、0.5152,0.5860、0.5347;2个群体间遗传相似性指数为0.6762,遗传距离为0.3238,表明湘江野鲤养殖和自然群体遗传多样性均较为丰富,2个群体间遗传变异程度较高.     

草鱼野生和养殖群体间遗传变异的微卫星分析

运用微卫星标记对江苏境内草鱼(Ctenopharyngodonidella)一个野生群体(邗江群体)和两个养殖群体(淡水中心群体和无锡前洲群体)遗传多样性进行了分析。在10个座位中,每个座位检测到的等位基因数2~8个。有效等位基因数、多态信息含量、期望杂合度、平均表观杂合度均以邗江草鱼野生群体最高,分别为3·9、0·5068、0·6939、0·7;无锡前洲草鱼养殖群体最低,分别为2·2、0·1796、0·5235、0·5286;淡水中心草鱼养殖群体各参数均介于两者之间,分别为3·5、0·2902、0·5418、0·5429。以上结果表明:草鱼野生群体遗传多样性更为丰富,而草鱼养殖群体存在杂合度降低,遗传多样性下降的现象。邗江草鱼野生群体与淡水中心草鱼养殖群体和无锡前洲草鱼养殖群体间遗传分化系数分别为0·219和0·246,而两个草鱼养殖群体间遗传分化系数为0·034。这表明草鱼野生群体与草鱼养殖群体间分化严重,而草鱼养殖群体间分化微弱。各座位分化程度的χ2检验结果表明,10个座位中有GM18、MFW1-1、MFW1-2三个座位群体间分化达到极显著水平,GM03-2、MFW5两个座位群体间分化差异显著,其他座位分化不显著。针对每个座位对各群体进行Hardy-Weinberg平衡检验发现:由于草鱼养殖群体在GM03-1、GM03-2、GM18三个位点杂合子缺失,草鱼野生群体在位点GM19杂合子过剩而严重偏离平衡。实验表明:近交容易引起草鱼遗传多样性下降,纯合速度加快。     

不同地理居群角突臂尾轮虫遗传多样性的RAPD分析

随机扩增多态DNA(Random Amplified Polymorphic DAN,RAPD)技术具有检测快速、操作简便、灵敏度高、成本低等特点, 已被广泛应用于生物遗传多样性的检测, 也曾被用于轮虫种间关系研究, 然而将RAPD 技术应用于轮虫遗传多样性和不同地理居群轮虫间的系统关系研究尚未见报道。本文以各类水体中广泛分布的、且在水产养殖上有较大应用前景的角突臂尾轮虫为对象, 运用RAPD 技术对采自广州、芜湖和青岛等地的不同地理居群轮虫进行了基因组DNA 多态性研究, 旨在从DNA 水平上探讨其遗传多样性、遗传差异及系统进化关系。       

鲮鱼的微卫星位点筛选和群体遗传多样性初步分析

利用鲤科鱼类微卫星引物在鲮鱼中进行扩增,结果在24对引物中，13对引物能成功扩增，且在鲮鱼中的扩增产物表现稳定，其中11对有较高多态性,等位基因数在2—7个之间，扩增的条带符合孟德尔遗传规律。随后利用筛选的微卫星座位对鲮鱼野生和养殖群体遗传多样性进行了初步分析。分析结果显示：鲮鱼野生群体的平均等位基因数5.2个；观测杂合度在0.25与0.8之间，平均观测杂合度(Ho)是0.61±0.2，平均期望杂合度(He)是0.8±0.09；群体座位平均多态信息含量(PIC)为0.72±0.1。相比之下，养殖群体的平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)都低于野生群体，分别是0.59±0.2、0.75±0.1。两群体间的遗传相似度为0.7774、遗传距离为0.2518。研究表明：用其他鱼类分离出的微卫星引物可以快速筛选到适用于鲮鱼遗传分析的微卫星座位。     

虾夷扇贝（Patinopecten yessoensis）5个群体的遗传多样性

虾夷扇贝为20世纪80年代初从日本引入我国并逐渐开展养殖的双壳贝类,目前已在我国北方地区大面积养殖。实验采用微卫星分子遗传标记技术对大连獐子岛底播增殖放流群体（CC）、黄海北部海区采集的野生群体（HQ）、日本青森养殖群体（JX）、俄罗斯远东日本海沿岸养殖群体（RX）及大连大长山岛养殖上壳白化群体（ZB）等5个虾夷扇贝群体的遗传多样性进行研究。其中HQ群体为本课题组2005年在黄海北部采集的野生群体,本研究筛选出一个该群体的特异性遗传标记。用8个微卫星位点进行扩增,共获得45个等位基因,每个位点的等位基因数处于3—9之间,大小为100—340bp,平均有效等位基因数为3．1535,基因型数为3—21个,PIC（PolymorphismInformationContent）值处于0．0322-0．5944之间。5个群体的平均观测杂合度分别为0．3292、0．3048、0．3167、0．2708、0．3042,平均期望杂合度分别为0．4595、0．4002、0．3838、0．3620、0．3885,群体间的多态性差异不显著。根据群体间遗传相似性系数、遗传距离及UPGMA聚类分析发现,CC和HQ群体亲缘关系最近,JX和RX群体的亲缘关系较近,ZB群体与JX和RX群体的亲缘关系较近。通过Hardy—Weinberg平衡及F-检验发现,5个群体都不同程度的偏离平衡,表明各群体基因频率和基因型频率的稳定性较低,且5个群体均处于不同程度的杂合子缺失状态,群体间的遗传分化程度较高,但遗传变异主要来自群体内的个体间。     

光裸方格星虫野生与养殖群体线粒体控制区序列的遗传差异分析

基于线粒体控制区序列对光裸方格星虫（Sipunculus nudus Linnaeus,1766）的2个养殖群体（营盘YP、竹林ZL）和4个野生群体（防城港FC、钦州QZ、大冠沙DG和越南海防YN）的91个个体进行遗传差异分析,研究光裸方格星虫养殖和野生群体的遗传变异情况。结果显示:获得的514 bp DNA序列中,野生与养殖群体的多态性位点数分别为82和60,均显示出对AT的偏倚性。共定义85个单倍型,共享单倍型4个,其中共享单倍型Hap5为原始单倍型,营盘群体均为独享单倍型。各群体的单倍型多样性（H_d）相同,野生群体的平均核苷酸多样性（P_i）（0.01531）略高于养殖群体（0.01514）,6个群体的遗传多样性水平依次为YN > YP > QZ > FC > ZL > DG。各群体间的遗传分化并不显著（P>0.05）,光裸方格星虫的遗传变异主要来自群体内个体间（99.08%）,同时未发现明显的地理谱系结构。研究表明,光裸方格星虫野生群体的遗传多样性水平总体略高于养殖群体;滩涂底播养殖方式较池塘养殖更利于维持光裸方格星虫遗传多样性;各群体间不存在显著的遗传分化,养殖群体正逐渐积累遗传变异,但尚未足够以形成其独立的遗传结构。