海帶EST-SSR標記開發(fā)及TPS基因的克隆和比較遺傳學研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、海帶是重要大型經濟海藻,也是我國人工栽培歷史最長和產量最高的海藻,我國海帶養(yǎng)殖面積、養(yǎng)殖產量均居世界首位。海帶廣泛應用于食品保健、海洋藥物、化工原料、農業(yè)肥料等方面,具有較高的經濟價值,是我國海水養(yǎng)殖的支柱產業(yè)之一。另外海帶生物量巨大,是近海潮下帶的重要初級生產力之一,對調節(jié)優(yōu)化養(yǎng)殖環(huán)境具有重要的生態(tài)作用,其綜合利用和可持續(xù)發(fā)展越來越受重視。
   海帶生活史中典型的異型世代交替現象以及孤雌生殖和無配生殖現象,也使之成為藻類學和

2、遺傳學研究的良好模式生物。自海帶引入我國后,經過幾十年的發(fā)展,其遺傳育種、育苗及栽培技術取得了很多進展。與海帶栽培技術研究相比,目前有關海帶遺傳多樣性分析、經濟性狀遺傳等應用基礎研究還相對落后。
   由于海帶中多糖和酚類物質含量較高、染色體數目眾多且基因組較大,海帶的分子遺傳學、基因研究及分子標記工作進展較為緩慢。目前,已公布的可直接應用于遺傳性狀研究的分子標記數量有限。在開發(fā)利用海帶資源的過程中,種質問題也是是困擾其生產的一

3、個重大問題,本研究利用海帶EST數據,進行EST-SSR篩選、引物設計和驗證應用,進行種質遺傳多樣性分析。從4099條海帶屬EST中(其中971條來自我們構建的兩個cDNA文庫,3128條從NCBI網站下載)篩選微衛(wèi)星位點,設計合成63對引物,優(yōu)化反應體系后,應用于12個海帶屬材料分析,最終開發(fā)出23對EST-SSR引物,用這23對EST-SSR引物對12個海帶屬材料進行了遺傳多樣性分析,并能較好的將不同來源的樣品區(qū)分開來。這23對ES

4、T-SSR引物具有很好的實用性,可以用于海帶的分子生物學研究,特別是功能基因的研究。
   海藻糖是一種廣泛存在于自然界中的非還原性雙糖,研究表明它能提高植物抵抗溫度、pH等變化的能力,是一種前景廣闊的食品藥品穩(wěn)定劑、添加劑和植物抗逆保護劑。分離有關海藻糖合成酶的基因,應用生物工程的手段引入植物,可以提高植物抗干旱、抗鹽堿的能力。本研究用同源克隆的方法,通過優(yōu)化PCR反應體系,從海帶、裙帶菜、亨氏馬尾藻等海藻中克隆了海藻糖合成酶

5、基因TPS,其保守域長度為2727bp,并用生物信息學方法對已得到的海藻TPS基因的cDNA序列進行了比較研究,發(fā)現它們之間的同源性都高于94.4%,海帶的TPS蛋白與其它各種海藻TPS蛋白的氨基酸序列同源性則都高于96.6%。將這些海藻TPS基因的DNA序列與已報道的其它幾種生物(大腸桿菌、釀酒酵母、擬南芥、水稻)的TPS基因的序列(EcOtsAB、ScTPS2、AtTPS5、OsTPS)進行了比對,發(fā)現十種海藻TPS基因的序列是相對

6、保守的,這說明他們的功能應該是相似的;其它幾種生物的TPS基因中,與海藻同源性最高的是水稻和擬南芥的TPS基因,它們之間的同源性達到40%以上,同源性次之的是酵母的TPS基因,它們之間的同源性只有27%左右:最低的是與大腸桿菌之間的同源性,它們的同源性僅僅只有20%左右。這與它們的進化的等級是相同的。大腸桿菌為原核生物,在進化樹的最低層,稍早于酵母的位置,所以與酵母的同源性最高,它們都在進化樹的低層。而藻類和其他的高等植物在進化樹的高層

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