斑鳢（♀）和乌鳢（♂）杂交组合的分子遗传特性研究

【摘要】乌鳢(Channaargus)是我国重要的淡水经济鱼类之一,但在养殖过程中需要投喂冰鲜鱼类,会导致水质恶化。杂交鳢(斑鳢♀×乌鳢♂)可以全程投喂人工饲料养殖,极大减少了对养殖环境的危害,并且在其生长、抗病等方面优于亲本,已在生产上得到广泛推广。本研究利用部分COI、16S及全部ITS序列进行了研究,为两者杂交提供了分子依据,并且测序获得了斑鳢、乌鳢及杂交鳢(斑鳢♀×乌鳢♂)的线粒体DNA全序列,用SRAP分子标记技术研究了斑鳢、乌鳢及杂交鳢(斑鳢♀×乌鳢♂)遗传关系,用SSR技术对杂交鳢F2及其亲本杂交鳢Fl的遗传信息传递进行初探,并分析了5个乌鳢养殖群体的遗传多样性。具体结果如下：1.斑鳢和乌鳢杂交的分子依据本研究对4种鳢属鱼类的COX1基因和16S基因部分序列进行了分析,发现与其它鱼类研究一样,COX1和16S基因在4种鳢属鱼类中高度保守,种内变异低,种间有明显的不同。种间差异明显大于种内差异。4种鱼类COX1共获得19个单倍型,每个单倍型所获得的COX1序列为652bp,没有发现插入或缺失现象。在K2P模型下,最远的种间遗传距离发生在乌鳢和线鳢之间(0.219),最近的种间距离发生在乌鳢和斑鳢之间(0.091)。4种鱼类16S基因发现有10个单倍型,乌鳢、斑鳢和月鳢单倍型长度为573bp,线鳢单倍型长度为572bp.在K2P模型下,最近的遗传距离发生在乌鳢和斑鳢之间(0.021),最远的遗传距离发生在乌鳢与线鳢之间(0.077)、斑鳢和线鳢之间(0.077)。种内和种间没有重叠,表示COX1基因和16S基因都可以作为条形码鉴定4种鱼类。基于COX1和16S基因ML和NJ进化树显示乌鳢、斑鳢、月鳢和线鳢的单倍型分别聚在一起,然后乌鳢和斑鳢聚在一起,再与其它鱼类聚在一起。这表示乌鳢和斑鳢之间遗传距离最小,亲缘关系最近。将所得到的ITS1和ITS2碱基序列进行拼接,得到斑鳢和乌鳢ITS序列长度分别为927bp和902bp。两者ITS的G+C含量高于A+T,占72%左右。两者在ITS有明显的差异性片段(特别是在ITS-2中斑鳢明显多出30bp大小的片段)。乌鳢和斑鳢种内差异较小,两者之间核苷酸差异明显大于种内。采用NJ和ML两种方法建立进化树,两者同时表明乌鳢和斑鳢的遗传距离较近(约0.020),亲缘关系最近,而与同属的月鳢遗传距离相对较远(约为0.073)。COX1、16S以及ITS序列都显示乌鳢和斑鳢之间序列差异最小,乌鳢和斑鳢的遗传距离非常近,两者是最晚从鳢属鱼类中分化出来的,这为乌鳢与斑鳢比较容易杂交提供了分子依据。2.斑鳢、乌鳢及杂交鳢(斑鳢早×乌鳢♂)线粒体DNA全长经过测序拼接,乌鳢、斑鳢及杂交鳢的线粒体全长分别为16558bp,16559bp和16558bp。这三种鱼符合经典脊椎动物线粒体的特征,包含13个蛋白编码蛋白,2个rRNA,22个转运RNA,和一个假定的控制区域。在编码氨基酸的第三个位置没有明显的偏好性。在乌鳢PCG中,CUC(193)是最常见的密码子,而在斑鳢及杂交鳢中CUA(204)是使用最多的密码子。在这三种鳢科鱼类中,亮氨酸是使用最频繁的氨基酸,乌鳢(17.9%)、斑鳢(17.5%)及杂交鳢(17.5%)。COX1起始密码子为GTG,其它12种PCG基因用ATG作为起始密码子。ATP6和ATP8基因有10bp相互重叠,ND4L-ND4,ND5-ND6和ATP6-COX3之间分别有7bp,4bp和1bp的重叠。ND5在乌鳢中的终止密码子是TAG,在斑鳢及杂交鳢线粒体基因组中终止密码子是TAA。ND1、ND2、COX1、ATP6、ATP8、COX3和ND4L终止密码子是TAA,ND6终止密码子为TAG,其余基因(COX2、ND4和CYTB)有不完整的终止密码子T。ML和NJ聚类结果同样表明,在鲈形目中同一个科的鱼类先聚在一起,然后再与其它邻近科聚在一起。同样,杂交鳢因为与斑鳢母性遗传的原因先聚在一起,再与乌鳢聚在一起,最后与其它鲈形目鱼类聚在一起。3种鳢属鱼类为单源性分支,而鲈形目其它科鱼类聚在一起,本研究可以给鳢科鱼类在硬骨鱼类中的分类地位提供一定的基础资料。3.斑鳢、乌鳢及杂交鳢的SRAP分析选取14对SRAP引物对斑鳢、乌鳢及杂交种F1扩增,在3个群体中共扩增出105个位点,每个组合引物扩增条带从5到11不等。其中有88个位点具有多态性,多态性比率为83.81%,在乌鳢中多态性位点有48个,多态位点比例为45.71%,在斑鳢中多态性位点有27个,多态位点比例为25.71%,在杂交F1中多态性位点有34个,多态位点比例为32.38%。在105个扩增位点中检测到有17个为乌鳢、斑鳢及杂交F1共有位点。斑鳢、乌鳢及杂种F1的群体内Nei’s遗传多样性指数(H)为0.0964、0.1489和0.1076。遗传距离结果表明杂交鳢与父本(0.2195)或母本(0.4009)的遗传距离要比其父母本(0.6367)之间的遗传距离近,这表明杂交鳢F1是父母本杂交所产生的后代,杂交鳢F1遗传距离更偏向乌鳢,与乌鳢的亲缘关系更近。4.杂交F2与亲本F1的遗传信息传递初探采用10个SSR位点对3组Fl亲本及F2子代30个体进行了研究,发现有7个位点(WL-28、CHA13、CHA25、CHA31、CHA41、CarC7和CarD139)的遗传符合孟德尔定律,子代分别遗传了父母本的信息,而在其它3个位点(WL-8、CarD108和CarD121)中,发现有相当数量的子代个体没有基因型,没有遗传父母本相关的遗传信息。3个位点在3个重复组合90个个体中有近一半的个体没有发现基因型,这说明这3个位点所在的1条或几条染色体在近一半个体中不存在。这表明Fl亲本在进行有性繁殖时有1条或几条染色体虽然不能配对,但在其它同源染色体相互分离移向两极时可能随机进入其中一个细胞,进行第二次减数分裂。本研究丰富了鱼类有性繁殖理论的内容。5.5个养殖乌鳢群体的遗传多样性采用10个SSR位点对5个养殖乌鳢群体(LQ、YJ、YH、XS、YG)的遗传多样性进行了分析。10个位点共发现有160个等位基因,平均期望杂合度(He)和表观杂合度(Ho)分别为0.65-0.91和0.67-0.85,说明5个养殖群体具有较高的遗传多样性,YJ群体遗传多样性最高。经Hardy-Weinberg平衡分析,在YJ、YG和LQ群体中都发现有个别位点偏离平衡。YJ群体偏离了突变-漂移平衡,近期可能经历了遗传瓶颈。为更好地育种策略,建议补充YJ群体有效个体数目。除XS与YH群体间没有发现分化,LQ群体与其它群体之间出现中等程度分化(0.05<FST<0.15),其它群体间均由轻微程度分化。XS群体与YH群体之间没有发现分化,两者之间遗传结构相似,为同一个群体分离出来。LQ群体与YH群体遗传距离最远,可以作为种群间杂交的一个良好的育种策略。
【作者】朱树人；
【导师】王群；李家乐；
【作者基本信息】华东师范大学，水生生物学，2014，博士
【关键词】乌鳢；斑鳢；远缘杂交；线粒体DNA；遗传分析；

【参考文献】
[1]王娟.白细胞介素-33在慢性肝炎患者中的表达及临床意义[D].吉林大学,内科学,2013,硕士.
[2]李宏全,秦磊,秦伟航,杨兴旺.抗滑桩桩位对边坡稳定性影响的有限元强度折减分析[J].公路交通科技(应用技术版),2014,06:182-184.
[3]乐真.武汉城区青少年乒乓球培训市场现状与对策研究[D].湖北大学,体育教育训练学,2011,硕士.
[4]贺丽琼.检察委员会专职委员制度研究[D].西南政法大学,诉讼法学,2012,硕士.
[5]杨欣.高血压与冠状动脉病变的相关性研究[D].桂林医学院,内科学,2012,硕士.
[6]王美程.拘留所检察监督制度构建分析[D].沈阳师范大学,法律,2013,硕士.
[7]徐锦斌.静力触探锥头阻力与软土强度相关性分析[D].北京交通大学,2014.
[8]吴耀辉.基于FDTD的雷击杆塔瞬态响应仿真研究[D].华中科技大学,高电压与绝缘技术,2013,硕士.
[9]刘永霞.保护大规模集成电路知识产权的动态水印技术研究[D].哈尔滨工业大学,微电子学与固体电子学,2013,硕士.
[10]陈柳姣.三版《图画展览会》“漫步主题”配器比较研究[D].武汉音乐学院,音乐与舞蹈学,2013,硕士.
[11]赵娟.用于动物实验的电刺激与电信号采集器的设计与实现[D].燕山大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[12]赵瑾.电催化高级氧化技术处理冲厕海水研究[D].天津大学,2012.
[13]于伟.企业领导风格对员工建言意愿的影响研究[D].湖南师范大学,企业管理,2014,硕士.
[14]张杰.地学革命与地质学演化关系的哲学思考[D].长安大学,科学技术哲学,2013,硕士.
[15]李明旻.HT公司质量管理体系的优化研究[D].中国地质大学（北京）,工商管理,2013,硕士.
[16]徐丹.《大英百科年鉴1996·经济事务》翻译实践报告[D].郑州大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[17]刘宇峰.薄壁轴承套圈外轮廓精密测量技术研究[D].河南科技大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[18]宁滨.行业特色型高校产学联合人才培养模式和机制的思考[J].高等工程教育研究,2011,01:6-10+36.
[19]吴诺.论人民币汇率补贴指控及对策[D].大连海事大学,法律,2013,硕士.
[20]刘春慧.A集团财务管控优化方案设计[D].北京交通大学,2014.
[21]朱玲玲.碳纳米材料的合成、表征与性能研究[D].中国科学技术大学,2012.
[22]李伟涛.履带起重机起重性能研究与软件开发[D].东北大学,机械设计及理论,2010,硕士.
[23]周晓燕.浅析民族认同感和公民权在新工党移民政策中的角色（2001年-2010年）[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[24]吕飞鹏.基于配合关系计算复杂环网保护最优配合顺序的新方法[J].电力系统自动化,2005,24:65-69.
[25]陈玲.中外企业年金运作模式及管理成本比较研究[D].山东大学,工业工程（专业学位）,2012,硕士.
[26]杜乾.我国管理咨询专业组织之现状、存在问题和发展战略[D].苏州大学,行政管理,2003,硕士.
[27]翟迪.王先谦《汉书补注》训诂研究[D].渤海大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[28]连立贵,沈彦南,蔡家楣.数据仓库的填充与访问[J].计算机工程与应用,2002,07:188-189.
[29]孙涛.人DDAH1新转录本的发现及其表达调节研究[D].中南大学,药学,2013,博士.
[30]杨九斌.二战后美国联邦政府对研究型大学科研资助政策研究[D].华东师范大学,比较教育,2014,博士.
[31]林洁.太湖地区典型农田气候变化特征分析与土壤水分的模拟预测[D].南京农业大学,土壤学,2012,硕士.
[32]伍荣秀.口语交际教学策略之研究[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[33]韩卫红.颈部动脉的彩色多普勒超声检测及应用解剖学研究[D].青岛大学,影像解剖学,2004,硕士.
[34]谢昊.煤基碳基及TiO_2/AC-SO_4~(2-)固体酸光催化剂在有机合成的应用研究[D].宁夏大学,有机化学,2014,硕士.
[35]韩海英,和敬涵,王小君,姜久春,田文奇.基于改进粒子群算法的电动车参与负荷平抑策略[J].电网技术,2011,10:165-169.
[36]吐尔逊·艾迪力比克.S、Eu、Mn、Fe掺杂天然方钠石的制备及其光致发光特性研究[D].新疆师范大学,理论物理,2013,硕士.
[37]任苗苗.电子双板环境下高中课程教学设计与实践[D].华中师范大学,现代教育技术,2013,硕士.
[38]张澈.纸媒借力微信发展现状及前景研究[D].西北大学,新闻学,2014,硕士.
[39]时广礼.一个准断续自寻优控制应用例子[J].自动化学报,1994,06:755-758.
[40]张万江.外资企业利用转让定价进行国际避税的对策[D].中国政法大学,法律,2003,硕士.
[41]王婷婷.山丘风场的数值计算与实验研究[D].兰州理工大学,流体机械及工程,2014,硕士.
[42]唐卫东,高德忠,阮东辉.热带钢连轧机轧辊轴向移动机构[J].一重技术.2006(03)
[43]张灵.胜任力模型视角下湖南商务人才能力建设研究[D].湖南师范大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[44]关业萍.美国高校多元评价招生制度的研究[D].沈阳师范大学,教育史,2014,硕士.
[45]顾元青.若干以自然纤维素物质为模板的功能材料制备和性质研究[D].浙江大学,2013.
[46]张文娟.慢病毒介导猪HOXB4基因在骨髓间充质干细胞中表达的研究[D].吉林大学,儿科学,2013,硕士.
[47]罗玉峰,赖建鸿,徐顺建,钟炜,肖宗湖,罗永平.二维石墨烯制备方法研究进展[J].新余学院学报,2013,04:93-97.
[48]王少峰.降解苯酚高效菌的选育及降解动力学研究[D].安徽大学,环境科学,2013,硕士.
[49]胡图.非法证据证明制度研究[D].复旦大学,诉讼法学,2012,硕士.
[50]刘群.男女图形符号的视觉探究[D].南京师范大学,设计艺术学,2012,硕士.