中国对虾SNP数据库的构建及不同群体遗传多样性分析

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中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)是我国重要的海水养殖经济虾类。然而中国对虾产业一直受到诸多问题的挑战,尤其是1993年白斑综合征病毒(White Spot Syndrome Virus,WSSV)性流行病大规模的暴发,对中国对虾产业造成沉重了打击。在此背景下,我国学者开展了中国对虾优良品种的选育工作,并先后获得了4个养殖新品种,有效促进了对虾养殖业的健康可持续发展。为了探究累代人工选育群体的遗传多样性变化,本文以2015-2017年(G9-G11代)连续选育的中国对虾新品种“黄海2号”和未经选育的、捕自朝鲜半岛西海岸的野生中国对虾群体为材料,采用2b-RAD简化基因组测序技术,进行高通量SNP开发。在构建了中国对虾SNP标记数据库的基础上,对选育群体和野生群体进行遗传多样性参数、群体间遗传分化和遗传距离的分析,从分子水平初步揭示选育群体遗传结构和基因组水平SNP分子变异情况,以期为中国对虾进一步的选育工作提供科学数据支持。主要结果如下:1.中国对虾SNP标记数据库的构建为了建立一个通用的高质量中国对虾SNP数据库,本文对不同来源、不同年份中国对虾样品的2b-RAD简化基因组数据进行了分析,比较了使用2种不同的参考序列(Ref)开发SNP标记的影响标记的数量,即利用中国对虾高密度连锁图谱作图群体2个亲本构建F-Ref,以及利用选育群体中随机选取的4个测序良好个体构建的P-Ref。分型结果表明,在选育群体中,依据F-Ref和P-Ref分别得到66,985和66,304个SNP;在野生群体中,依据F-Ref和P-Ref分别得到65,088和66,009个SNP。两种Ref在不同的群体中得到的SNP数均无显著差异,两种Ref的基因组覆盖度和代表性均良好。本文最终确定使用F-Ref作为SNP数据库构建的参考序列共开发出90,775个SNP组成了中国对虾SNP标记数据库。2.中国对虾选育群体在基因组水平上遗传多样性评估对连续选育的中国对虾“黄海2号”G9-G11代样品进行了群体遗传结构和遗传多样性分析。结果显示,G9-G11代平均核苷酸多样性(Pi)分别为0.1439、0.1587和0.1674,平均观测杂合度(Ho)分别为0.1388、0.1515和0.1609,多态信息含量(PIC)分别为0.1241、0.1360和0.1430。G9-G11代遗传多样性整体呈现一定的上升趋势,但差异不显著。F-检验显示,3个世代总的Fst值为0.0061,G9-G11相邻世代群体间遗传分化程度较弱(G9-G10为0.0029,G10-G11为0.0026)。相邻世代的遗传距离逐渐减小,分别为0.0029、0.0026。3个群体间基因交流充分,基因流为62.91-94.63。统计数据表明,累代人工选育没有降低中国对虾遗传多样性水平,世代间群体基因交流充分,遗传分化较小。3.中国对虾选育群体和野生群体在基因组水平上的差异分析对中国对虾“黄海2号”G9-G11代样品和未经选育的野生中国对虾群体进行群体遗传多样性、遗传结构和选择消除分析。中国对虾“黄海2号”3个选育世代的平均观测杂合度(Ho=0.1504)和多态性信息含量值(PIC=0.1343)与韩国西海岸野生中国对虾观测杂合度(Ho=0.1428)和多态性信息含量(PIC=0.1269)无明显差异。选育群体与野生群体之间的遗传分化系数Fst为0.0220-0.0234,表明中国对虾“黄海2号”选育群体与野生群体之间为遗传分化较弱。两群体间基因交流充分,基因流为10.43-11.12。G9-G11选育世代分别和野生群体进行选择消除分析,共筛选出246个共同受选择的差异SNP位点。这些标记为进一步进行开展SNP位点关联分析及功能验证提供了基础。
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