基于基因組信息的大黃魚(Pseudosciaena crocea)微衛(wèi)星標(biāo)記開發(fā)及應(yīng)用.pdf

1、大黃魚（Pseudosciaena crocea）屬于鱸形目、石首魚科，是我國主要的海洋經(jīng)濟(jì)魚類之一。本研究擬在已開展的大黃魚基因組測(cè)序基礎(chǔ)上，對(duì)大黃魚微衛(wèi)星序列特征進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì);開展大黃魚微衛(wèi)星標(biāo)記的快速篩選;然后利用已經(jīng)成功開發(fā)的微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)大黃魚現(xiàn)有群體遺傳多樣性和種群變異進(jìn)行了研究，其主要研究成果如下:
　　1.基于基因組信息的大黃魚微衛(wèi)星重復(fù)序列的特征分析
　　通過對(duì)大黃魚全基因組中的微衛(wèi)星重復(fù)序列進(jìn)行搜索，在長

2、度為619Mb的大黃魚基因組中，共找到68008個(gè)微衛(wèi)星重復(fù)序列，其序列總長度約占全基因組序列的0.47％。共發(fā)現(xiàn)單核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸及六核苷酸等6種微衛(wèi)星類型，在微衛(wèi)星序列中，二核苷酸重復(fù)的序列數(shù)目最多，約占微衛(wèi)星序列總數(shù)的71.03％，四核苷酸重復(fù)類型排在第二位，占11.88％。而在二核苷酸重復(fù)類型中，以AC基序含量最多，占到了二堿基重復(fù)類型的90.18％。對(duì)不同重復(fù)類型微衛(wèi)星的變異系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，三核苷酸

3、重復(fù)微衛(wèi)星具有最大的變異系數(shù)，0.88。對(duì)不同重復(fù)單元的重復(fù)次數(shù)的變化進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，重復(fù)單元的長度與拷貝數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.534)，隨著組成微衛(wèi)星序列的重復(fù)單元長度的增加，相應(yīng)微衛(wèi)星的拷貝數(shù)在減少。本研究對(duì)不同重復(fù)單元中的AT含量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)其含量與重復(fù)單元的不同重復(fù)單元微衛(wèi)星的序列總數(shù)、累積長度以及平均拷貝數(shù)之間的呈正相關(guān)關(guān)系，AT含量的增加，這三者的數(shù)據(jù)就會(huì)相應(yīng)的增加。
　　2.基于全基因組信息的大黃魚微衛(wèi)

4、星標(biāo)記引物的快速篩選及評(píng)價(jià)
　　本研究利用基因組信息的方法開發(fā)大黃魚微衛(wèi)星標(biāo)記。開發(fā)的微衛(wèi)星標(biāo)記直接來自大黃魚全基因組序列，通過在完整的微衛(wèi)星序列側(cè)翼設(shè)計(jì)引物，進(jìn)行擴(kuò)增，然后使用聚丙烯酰胺凝膠電泳，篩選具有多態(tài)性的微衛(wèi)星標(biāo)記。在本研究中，共設(shè)計(jì)了400對(duì)微衛(wèi)星引物，共成功篩選了73對(duì)微衛(wèi)星引物。73對(duì)引物中，平均等位基因位點(diǎn)數(shù)為5.82(2-12)，平均觀測(cè)雜合度為0.602(0.258-0.909)，平均期望雜合度為0.771(

5、0.503-0.918)，平均多態(tài)位點(diǎn)含量為0.686(0.372-0.890)。73個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)中，不到三分之一（22個(gè)）的位點(diǎn)表現(xiàn)為偏離哈迪溫伯格平衡(p＜0.05)，12個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)為中度多態(tài)性(0.25＜PIC＜0.5)，其余位點(diǎn)均為高度多態(tài)性(PIC＞0.50)。微衛(wèi)星的多態(tài)性與微衛(wèi)星序列在基因組中存在的位置及微衛(wèi)星重復(fù)單元長度有關(guān)。存在于編碼區(qū)內(nèi)含子內(nèi)部的微衛(wèi)星一般多態(tài)性較低，而遠(yuǎn)離編碼區(qū)的微衛(wèi)星序列具有較高的多態(tài)性;隨著微

6、衛(wèi)星重復(fù)單元長度的增加，微衛(wèi)星標(biāo)記的多態(tài)性有下降的趨勢(shì)。
　　3.對(duì)大黃魚群體遺傳多樣性及變異的分析
　　本研究利用擴(kuò)增效果好的20個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)來自不同海域的5個(gè)大黃魚群體進(jìn)行了遺傳多樣性分析，結(jié)果表明:在5個(gè)群體中有3個(gè)自然群體（FYS、ZYS及HYS）以及2個(gè)養(yǎng)殖群體(FYZ和ZYZ)中，共擴(kuò)增得到461個(gè)等位基因位點(diǎn)，海南自然群體具有最高的平均觀測(cè)雜合度(Ho)、最高的平均期望雜合度(He)以及最高的多態(tài)性(PIC)

7、，分別是0.610、0.837和0.802，而在舟山自然群體具有最高的平均等位基因位點(diǎn)(Na)，為9.000，除個(gè)別位點(diǎn)表現(xiàn)為中度多態(tài)性外(0.25＜PIC＜0.50)，大部分位點(diǎn)表現(xiàn)為高度多態(tài)性(PIC＞0.50)。5個(gè)群體中，3個(gè)自然大黃魚的Ho(0.528)、He(0.827)及PIC(0.790)都高于2個(gè)養(yǎng)殖群體的Ho(0.472)、He(0.802)及PIC(0.762)，說明養(yǎng)殖大黃魚的遺傳多樣性現(xiàn)狀堪憂。5個(gè)群體之間的遺

8、傳距離為0.100-0.132，平均遺傳距離為0.111，說明各群體間產(chǎn)生了一定程度的分化，其中，海南自然群體和福建自然群體之間的遺傳距離最大，它們間的遺傳分化系數(shù)也達(dá)到0.151。浙江自然群體與海南、福建自然群體也有一定程度的分化，支持徐恭昭等人對(duì)我國大黃魚3個(gè)種群的劃分。養(yǎng)殖與自然群體也出現(xiàn)了較大程度的分化，說明多年的累代養(yǎng)殖已造成大黃魚種質(zhì)的變化。根據(jù)遺傳距離，使用Mega3.0建立5個(gè)群體之間的UPGMA聚類分析圖，5個(gè)大黃魚群