微卫星遗传标记及其在昆虫种群遗传学中的应用

微卫星是一类短串联重复的寡核苷酸序列,广泛地分散于各类真核生物基因组中,它具有多态性高、检测结果稳定可靠等特点,是目前较为理想的群体遗传研究的分子标记之一。该文阐述了微卫星DNA构成及特点,多态性形成机制、位点获得途径,列举了微卫星遗传标记在昆虫种群遗传学研究中的应用实例,并展望了该技术的应用前景。     

亚历山大藻属微卫星标记的筛选

采用生物信息学方法,从塔玛亚历山大藻的ESTs数据库中筛选微卫星(Simple Sequence Repeat, SSR)位点,设计SSR引物,利用毛细管电泳对4株塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、2株相关亚历山大藻(Alexandrium affine)和1株链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)进行种内、种间遗传多样性分析,获得以下主要结果:(1)从6830条非冗余的ESTs中共查找到222个SSR,平均每18.5kb就有一个SSR,三核苷酸重复在所有的重复类型中所占比例最大,达到48.2%,重复单元CTG/CAG出现频率最高.进一步筛选出12条SSR引物,用于遗传多样性分析.(2)种内遗传多样性水平整体偏低,多态性引物比率仅为41 67%,Nei's基因多样性平均为0.2130.种间遗传多样性水平较高,多态性引物比率为75%,Nei's基因多样性平均水平为0 4643;另外,种间遗传分化系数较高,平均水平为0.7051.(3)对7个样品的聚类图分析发现,A. tamarense CCMP116 与A. affine CCMP112遗传距离极为接近;A. tamarense ATHK9301、CCMP1598和ATDH01相互聚在一起;A. catenella ACDH01与A. tamarense分属两枝.以上结果表明,SSR标记在亚历山大藻种内遗传多样性分析方面是一种非常有用的工具.     

微卫星标记分析中国梨木虱种群的遗传多样性

中国梨木虱Cacopsylla chinensis (Yang et Li)是梨树主要害虫之一。为了从分子水平评估中国梨木虱种群内的遗传变异和种群间的遗传分化, 本文应用7对微卫星DNA引物对中国16个地区中国梨木虱种群进行遗传多样性分析。结果表明： 各位点有效等位基因为2.2927～10.0610, 多态信息含量(PIC)值在0.5073～0.8735之间。16个种群的平均期望杂合度为0.7876, 遗传距离在0.0951～1.0139之间, Nei氏期望杂合度为0.4771～0.7892, Shannon信息指数在0.8396～1.9989之间, 群体分化率F_ST为11.61%, 基因流平均值为2.2236。结果表明, 7个微卫星位点均具有较高的多态性, 各种群间的遗传分化水平较低, 基因交流程度较高, 遗传变异主要存在于种群内的个体间。研究结果为制定针对中国梨木虱的有效防治策略提供部分分子生物学的基础资料。     

应用微卫星标记分析不同桔小实蝇种群的遗传多样性

为探究不同桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)地理种群的遗传变异、入侵来源和扩散情况,利用13对引物对中国南方10省区、泰国、夏威夷、菲律宾和老挝的30个桔小实蝇种群共180个个体的遗传多样性水平进行了研究。 Popgene32和NTSYS-pc2.10e软件分析结果表明：30个不同桔小实蝇种群的遗传相似度在0.3599~0.9153范围内。种群的Nei氏基因多样性指数平均为0.6464±0.1026,Shannon信息指数I平均为1.2845±0.2632, 提示桔小实蝇种群具有较丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示,福建地区和海南地区分别独立一支,广东地区和台湾地区种群聚成一支,而广西、泰国、湖南、云南、老挝、四川、 重庆和贵州地区聚为一大支系。据此提出泰国种群和老挝种群是最早入侵我国的种群,云南地区是最早的入侵地,广西地区可能为又一较早入侵地。     

中国龙虾微卫星标记的筛选及遗传多样性分析

文章以M13通用引物和重复序列(CT)₁₅、(AT)₁₅引物, 利用PCR法对中国龙虾(Panulirus stimpsoni Hoehuis)部分基因组DNA文库进行筛选。共获得78个微卫星序列, 分别分布于55个阳性重组克隆中, 其中完美型(perfect)共50个, 占64%; 非完美型(imperfect)3个, 占3.8%; 混合完美型(compound perfect)6个, 占7.7%; 混合非完美型(compound imperfect)19个, 占24.5%。根据微卫星序列, 设计并筛选出15对微卫星多态性引物, 对中国龙虾的群体进行了遗传多样性分析。获得3~12个等位基因, 等位基因大小在78~425 bp之间, 基本符合引物设计的理论长度。期望杂合度范围为0.48~0.87, 平均值为0.71, 表明中国龙虾基因组微卫星具有较高的杂合度与遗传多样性。15个微卫星位点的PIC值从0.44到0.84, 平均值为0.60, 说明这些微卫星位点在中国龙虾基因组中包含丰富的遗传信息, 合适用于中国龙虾的各种分子标记及遗传学分析和应用。     

跨种扩增筛选大鳄龟微卫星标记及遗传多样性分析

跨种扩增是一种能够快速、有效地获得物种微卫星标记的方法。本研究利用在近缘种中已发表的微卫星DNA引物,对大鳄龟（Macroclemys temminckii）进行跨种PCR扩增,在合成的69对引物中获得8对具有多态性的微卫星位点。对PCR扩增产物进行统计,得出观测杂合度（H_o）的范围是0.041 7~0.954 5,平均为0.384 8;期望杂合度（H_E）的范围为0.041 7~0.811 8,平均为0.479 1;多态信息含量范围为0.040 0~0.759 2,平均为0.423 2;经过卡方检验后,部分微卫星位点符合哈迪-温伯格平衡。总体来说,这些位点是研究大鳄龟遗传结构的良好分子标记。     

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.     

种间转移扩增筛选仙湖苏铁微卫星位点及其遗传多样性研究

运用刺叶苏铁、葫芦苏铁、海南苏铁的SSR引物,在仙湖苏铁中进行种间转移扩增,筛选得到7对引物能扩增出清晰的特异带,其中3对引物的扩增产物具有多态性.为验证微卫星的真实性,扩增产物切胶回收后克隆测序.结果表明：重复单元的数目变化是扩增片段长度多态性的主要来源.运用筛选出的3对 SSR标记对4个仙湖苏铁野生种群进行遗传结构研究,等位基因数从2~5,杂合度从0．000~0．667,期望杂合度为0．000~0．610.种群两两遗传分化系数从0~0．382.总体上仙湖苏铁遗传多样性水平低,而种群间遗传分化显著.STRUCTURE分析结果表明,4个野生种群可被分配到3个假想的遗传簇.BOTTLENECK 分析结果表明种群近期没有遭遇瓶颈效应.     

梅花鹿3个种群遗传多样性的微卫星标记分析

利用16个微卫星标记对黑龙江省部分地区(兴凯湖农场、大庆市银浪牧场、五大连池大庆农场鹿苑)的3个梅花鹿(Cervus nippon)群体进行了遗传多样性检测.统计了3个鹿群的等位基因组成、平均有效等位基因数(Ne)、平均遗传杂合度(h)和多态信息含量(PIC).结果表明,除5个位点外,其余11个微卫星位点均表现出不同的多态信息含量,其中高度多态位点5个,中度多态位点4个.这说明本研究所选用的微卫星位点可较准确地评估3个梅花鹿群体的遗传多样性,并为今后相关研究筛选出了有价值的引物.3个梅花鹿群体的平均h在0.454～0.636之间变动,其中兴凯湖梅花鹿群体最高,为0.636,具有较大的遗传潜力.     

松树、杨树及桉树表达基因序列微卫星比对分析

微卫星是生物基因组中变异频率最快的序列,结构基因中微卫星重复数的变化会引起基因的框移突变,导致基因表达完全不同或截短的蛋白.因此在进化过程中,基因区微卫星会受到强烈选择的影响.为研究基因区微卫星在不同树种中的变化情况,在本研究中,利用SPUTNIK程序分析了NCBI数据库中松树(Pinus spp.)、杨树(Populus spp.)及桉树(Eucalyptus spp.)的表达序列标签(express sequence tag, EST)序列各3万条.结果显示,桉树和杨树EST序列含有微卫星的比例比较接近,分别为18.7%和15.3%,而在松树中则发生了较大分化,只有8.2%.研究发现,三碱基重复单元是这3个树种编码序列中微卫星的主要重复类型.除三碱基重复微卫星外,桉树和杨树EST序列中其它类型微卫星的丰度随着重复单元长度的增加而减少,而在松树中则呈相反现象.同时值得注意的是松树EST序列中变异频率快的微卫星(>20 bp)数量明显比桉树及杨树少.研究还发现,3个树种中微卫星获得或丢失重复单元的速率都随着重复单元的增加而降低.本研究首次报道了不同树种基因区微卫星比较研究,发现了一些松树与杨树、桉树相比较EST序列中所含微卫星在丰度及变异频率方面存在的异同.基因所含微卫星序列对基因的功能有重要影响,本研究的结果将为了解不同树种中基因区微卫星的特征提供重要参数,同时也将为利用所研究树种的EST序列开发多态性高的微卫星标记提供有益的生物信息学参考.     

孔雀微卫星引物筛选及其遗传多样性分析

利用29对鸡微卫星标记对孔雀基因组DNA进行种间扩增, 发现14对引物能扩增出特异性条带, 每对引物扩增的平均等位基因数为1.71, 有7对引物具有较丰富的多态性, 其中MCW0080和MCW0098最为理想。蓝孔雀和绿孔雀群体间和群体内的遗传分析结果表明, 绿孔雀和蓝孔雀两个群体的期望杂合度分别为0.7422和0.6943, 群体间的遗传分化系数为0.078, Reynolds’遗传距离和基因流分别为0.0603和3.896, 结果显示这两个孔雀群体的杂合度和遗传多样性水平都很低, 且有相互混杂的趋势。     

微卫星DNA标记开发技术进展及其在经济植物研究中的应用

微卫星分子标记技术被广泛应用于分子生物学研究中,具有多态性高、重复性好、共显性表达、杂合度高等特点,在种群遗传多样性、遗传图谱构建等领域发挥不可替代的作用。近年来,随着新一代高通量测序技术的进一步成熟,简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)标记的开发技术与应用得到了进一步的发展。现主要对基于高通量测序的微卫星分子标记最新开发技术进行介绍,并从遗传多样性分析、遗传图谱构建、品种鉴定及分子辅助育种等方面,总结近年来SSR标记技术在经济植物研究中的最新应用,最后对SSR技术的应用前景进行展望,以期为利用微卫星技术进行经济植物研究提供参考。     

利用微卫星标记初步分析橘小实蝇4个地理种群的遗传多态性

橘小实蝇Bactrocera dorsalis(Bactrocera)(Hendel)是我国重要的检疫性害虫,对果蔬生产及其国际贸易造成很大影响。作者运用微卫星分子标记技术,用6对微卫星引物对采自我国福建、广东、云南3个地区及邻近国越南橘小实蝇种群间的遗传关系进行了初步分析,结果显示上述4个橘小实蝇地理种群间存在一定的遗传差异,地理隔离是造成这一差异的主要原因。     

鲮微卫星DNA分子标记的筛选与遗传多样性分析

采用磁珠富集法对已建立的生长较快的西江段野生浅色鲮群体的极大、极小群体各31尾基因组DNA进行了微卫星序列的筛选,128个阳性克隆成功测序93个,其中80个为的微卫星序列,微卫星序列完美型占85%,非完美型占6.25%,混合型占8.75%。利用微卫星序列合成了23对微卫星引物,扩增结果表明,等位基因数为1～10个,扩增片段大小为92～283bp,其中14对引物扩增条带清晰,为中度或高度多态位点,极大、极小群体的平均有效等位基因数和平均多态信息含量分别为3.0784、3.2079和0.5675、0.5974,反映出2个群体遗传多样性均较丰富;高度多态性引物4的位点b,片段大小为119bp,在极大群体中出现频率为61.3%,在极小群体占22.6%,出现频率极大群体高于极小群体近3倍,初步可作为候选差异性分子标记。     

内蒙古亚洲小车蝗种群遗传多样性的微卫星分析

亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus Bei-Bienko是我国北方草原和农牧交错区主要的害虫之一。为了从分子水平评价内蒙古地区亚洲小车蝗种群的遗传多样性和种群间遗传分化, 本文采用8对微卫星引物对内蒙古15个地点的亚洲小车蝗种群进行遗传多样性分析。结果表明： 各位点有效等位基因数为3.4517~13.2881, 多态信息含量值为0.5601~0.8563, Shannon氏多样性指数在0.7018~4.1789之间。15个种群的平均期望杂合度为0.6836, Nei氏期望杂合度为0.5303~0.6513, 群体遗传距离为0.1092~0.4235, 群体分化率Fst平均值为0.1612, 基因流Nm平均值为1.6164。8个微卫星位点均具有较高的多态性, 各种群间的遗传分化水平较大, 基因交流程度中等, 个体间的遗传变异大于种群间的遗传变异。15个不同地点的亚洲小车蝗种群根据遗传距离共聚为6支。种群间遗传分化与地理距离呈正相关关系。高山和沙漠对不同地区亚洲小车蝗种群的迁移具有阻碍作用, 可能是形成遗传分化的主要原因。研究结果从分子水平探索不同地区亚洲小车蝗种群间的内在联系, 为制定亚洲小车蝗的综合治理策略提供了分子生物学的基础资料。     

基于微卫星标记的中国枣食芽象甲地理种群遗传多样性分析

【目的】枣食芽象甲Scythropus yasumatsui是我国北方枣树Zizyphus jujuba上的一种重要的灾害性害虫,在陕西、山西、河北、河南等枣树主产区普遍发生。本研究旨在揭示我国枣食芽象甲不同种群间的遗传分化和基因交流规律。【方法】利用枣食芽象甲转录组测序的SSR序列,使用荧光标记PCR及毛细管电泳分型方法,筛选出8个微卫星位点,对我国5个省份(山西、陕西、宁夏、河北和河南)10个地理种群共308头枣食芽象甲样本进行种群遗传多样性分析。【结果】8个SSR位点均存在无效等位基因且偏离哈迪 温伯格平衡。各位点的有效等位基因数(Ne)为2.113~8.016,多态信息含量(PIC)为0.561~0.908,期望杂合度(He)为0.476~0.865;种群间遗传分化系数(Fst)平均值为0.151;基因流(Nm)平均值为1.594。枣食芽象甲种群间遗传分化系数与地理距离之间显著正相关(r=0.596, P=0.0035),基于Nei’s遗传距离和Cavalli-Sforza & Edwards余弦遗传距离的系统进化树将10个地理种群均聚为3个相同的分支。【结论】结果说明,枣食芽象甲种群遗传多样性较高,不同地理种群间存在高度的遗传分化,且有一定的基因交流;地理隔离是影响枣食芽象甲地理种群遗传分化和基因交流的重要因素。     

利用26S rDNAD1/D2区序列和微卫星标记分析各种工业酿酒酵母的种内遗传差异

选取30株传统发酵工业中不同来源的酿酒酵母菌株和实验室常用酿酒酵母菌株,利用大亚基(26S)rDNA D1/D2区序列和微卫星标记分析酿酒酵母种内菌株间的遗传多样性和系统发育关系,以揭示酿酒酵母在长期的各种工业发酵环境下发生的遗传变异。结果表明:30株酿酒酵母的26S rDNA D1/D2区序列(591bp)比较保守,与测序菌株S288C相比序列相似度在99.8%–100%,说明种内菌株间存在一定的多态性,但序列差异并不十分明显,其变异情况表现在个别碱基的差异(大多由转换突变引起);通过扩增11个微卫星位点,每个菌株均有其独特的基因型,即30种基因型,共得到188个等位基因,观测杂合度平均值和期望杂合度平均值分别为0.576、0.886,多态信息含量平均值高达0.858,说明酿酒酵母种内菌株间具有较高的遗传多样性,而聚类分析表明30株酿酒酵母可以得到很好地区分,但是没有呈现与其工业来源相关的聚类。     

虾夷扇贝遗传结构及微卫星标记与经济性状相关分析

选用30个多态性微卫星分子标记对大连大长山(96个)、大连獐子岛(96个)及日本青森县陆奥湾(96个)3个地区虾夷扇贝养殖群体(Patinopecten yessoensis)进行遗传多样性分析。结果显示,30个基因座共检测到198个等位基因(Na),平均等位基因数为6.63个,每个座位检测到的等位基因数为3-12,有效等位基因数(Ne)每个位点平均为4.70个,观测杂合度(Ho)平均值0.58,期望杂合度(He)的平均值为0.75,30个位点的平均多态信息含量为0.703,说明3个地区虾夷扇贝群体遗传多样性水平较高。运用统计软件SPSS11.5对30个微卫星标记与大长山群体生长性状相关性进行了分析。结果表明,位点DQ221714和FJ262378与壳长、壳高、壳宽和鲜重显著相关(P0.05)位点;位点FJ262372与壳宽、软体部重和闭壳肌重显著相关;位点FJ262369与软体部重及闭壳肌重显著相关。对差异显著的位点进行不同基因型间的多重比较,找到了与虾夷扇贝生长性状相关的基因型,进一步将所得显著性标记对大长山虾夷扇贝个体最大的17个和个体最小的13个基因组DNA进行检测,验证其准确性。结果表明,位点DQ221714在两组虾夷扇贝中存在特异性条带,可作为QTL定位候选标记。     

基于微卫星分子标记的浙江省不同滞育型迷卡斗蟋的遗传分化分析

【目的】迷卡斗蟋Velarifictorus micado存在两种显著不同的滞育型,即卵滞育和若虫滞育,而在长江流域附近两种滞育型种群存在广泛同域分布。本研究旨在探究浙江省同域分布不同滞育型迷卡斗蟋种群之间的遗传分化的情况。【方法】以浙江省百山祖、大盘山和天童山3个地区的不同滞育型的迷卡斗蟋6个种群共134个个体为研究材料,筛选具较高多态性的微卫星位点,并使用筛选获得的微卫星位点对这6个种群共134个个体进行种群遗传学分析。【结果】筛选出11对具较高多态性的微卫星位点;全部种群的平均等位基因数为13.803,平均观测杂合度为0.743,其中百山祖卵滞育种群观测杂合度最低,与其他种群间遗传分化最大。百山祖卵滞育种群与其他种群之间的基因交流程度很低,其余种群间均显示出高水平的基因流。【结论】浙江迷卡斗蟋不同地理种群及不同滞育型特征种群间遗传分化程度均较低,存在较频繁的基因交流,尚未表现出物种分化的趋势。     

镜鲤(Cyprinus carpio)肌间刺数量微卫星标记筛选与相关性分析

该文从200个微卫星标记中筛选出149个多态性标记,并对镜鲤(Cyprinus carpio)子代个体数最多的家系进行了肌间刺数量的相关性分析。结果表明有8个微卫星标记与肌间刺数量显著相关(P<0.05)。其中,HLJ3086、HLJ2642及HLJ3515与肌间刺数量极显著相关(P<0.01)。多重比较同一标记不同基因型,得到与肌间刺数量相关的基因型。将得到的与肌间刺数量显著相关微卫星标记在NCBI上进行BLAST比对,结果显示HLJ2891与斑马鱼编码蜘蛛毒素亲和蛋白-2(latrophilin-2-like)基因相似,一致度达92%,HLJ3515与斑马鱼编码丝氨酸/苏氨酸激酶32B(serine/threonine-protein kinase 32B-like)基因相似,一致度达81%。该结果为镜鲤肌间刺数量的分子标记辅助育种(molecular marker assisted breeding)提供了有效依据。