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脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)属甲壳纲、十足目、长臂虾科、白虾属,是一种中小型底栖虾类,近年来成为沿海滩涂地区重要的特色水产养殖品种。回交作为重要的育种手段,因其可改变现有品种单个性状、加速纯系的培育而被广泛应用。为鉴定脊尾白虾回交家系对于良种选育的应用价值,本研究开发了脊尾白虾31个多态性微卫星位点及49个SNP位点,并利用这些标记分析了脊尾白虾3个回交家系的遗传规律,揭示脊尾白虾回交家系的优良性状及其相关遗传机制,为脊尾白虾的标记辅助育种提供参考;首次克隆了脊尾白虾TRAF6基因cDNA全长,分析了其组织表达分布,并且研究了感染WSSV后TRAF6基因在脊尾白虾野生群体和回交家系组织中的表达特征,探讨了脊尾白虾回交家系与野生群体TRAF6基因免疫表达的差异。 1.脊尾白虾微卫星标记的开发及回交家系的遗传结构分析 本研究利用脊尾白虾转录组数据进行了微卫星标记开发,根据微卫星侧翼序列自行设计了269对微卫星引物,筛选出31个具有多态性的微卫星标记,并用30尾野生个体进行了验证,发现31个位点等位基因数目(Na)为2-9,平均等位基因数为4.19,其中微卫星标记ECL03、ECL27具有最多的等位基因数(9个);平均观测杂合度(Ho)为0.5787、平均期望杂合度(He)为0.6535,平均多态性信息含量(PIC)为0.5821,结果表明31个位点中有25个表现为高度多态,有6个表现为中度多态。 利用上述开发的25个多态性较好的微卫星标记分析了本实验室构建的A、B、C三个回交家系的遗传结构特征,结果发现:回交家系A、B、C的平均等位基因数N分别为2.21、2.18、2.09,观测杂合度Ho分别为0.3805、0.3703、0.2489,期望杂合度He分别为0.3629、0.3998、0.2503,多态信息含量PIC分别为0.3257、0.3391、0.2585,相较于野生群体已有了大幅度地降低,属中度或低度多态;回交家系A、B、C在25个位点上共得到62个等位基因,其中A家系56个,B家系54个,C家系51个,3个回交家系共同存在的等位基因39个,6个位点在回交家系中处于纯合状态(ECL10在A、B、C中都已纯合),计算得出3个回交家系的纯合率分别为53.86%、56.53%、63.33%,与野生群体16.91%相比显著提高,可见回交群体的基因纯化速率较快,适用于脊尾白虾重要经济性状的遗传解析和优良种质的选育。 2.脊尾白虾生长性状相关SNP的开发及其对回交家系的遗传特性分析 为了发掘脊尾白虾与生长性状相关的SNP位点,本研究基于转录组学数据,筛选出生长相关候选基因片段11条,利用该基因序列设计引物进行PCR扩增,得到总长为4579 bp的DNA片段,通过直接测序法发现49个SNP位点,分布频率为1.07/100bp,其中转换突变的比例为78%,颠换突变的比例为22%,符合“transition bias”原理;通过直接测序法在脊尾白虾野生群体及回交家系中成功分型了7个SNP位点,通过对SNP位点多态性分析发现所有SNP位点并未偏离哈伯温平衡(HWE),SNP标记观测杂合度(Ho)范围为0.1667-0.5667,期望杂合度(He)范围为0.3045-0.5079,上述SNP的MAF远大于0.05,说明这些SNP位点的多态性较高,适合进行关联分析;通过多元方差分析进行关联分析,发现2个SNP位点与生长性状显著相关(P<0.05),位点X2-261与体重、体长、腹节I宽和头胸甲宽极显著相关(P<0.01);9S-111与体重显著相关(P<0.05),该结果有望应用于脊尾白虾的分子标记辅助育种研究。 利用上述7个SNP位点对脊尾白虾回交家系进行了多态性分析,结果表明回交家系SNP位点的观测杂合度(Ho)范围为0.0333-0.2233,期望杂合度(He)范围为0.1244-0.3300,与野生群体的杂合度相比都有所降低;7个位点的PIC值较低,这些证明回交家系等位基因的杂合基因型减少,纯合基因型增多,使得多态性降低,这与上述微卫星分析的结果相似。同时,我们发现同一位点不同回交家系间的杂合度并不一致,而相差较大,这可能与回交家系的父母本基因型有关。 3.脊尾白虾TRAF6(TNF receptor associated factor6)基因的克隆及表达分析 首次克隆得到脊尾白虾TRAF6基因,cDNA全长为2290bp,其开放阅读框为1698bp,编码566个氨基酸,其中包括TRAF6所特有的四个结构域,分别为RING型锌指结构、两个TRAF型锌指结构、coiled-coil结构域以及MATH结构域。同源比对表明,脊尾白虾TRAF6与斑节对虾(Penaeus monodon)和中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)的同源性最高,达到73%,与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的同源性次之,达到了72%。利用实时荧光定量PCR分析了TRAF6基因在脊尾白虾10种组织中的表达分布,发现其在10种组织中均有表达,在肝胰腺中表达最高,而在壳中的表达量最低,这可能由组织器官功能差异性所致。 为了研究TRAF6基因在脊尾白虾野生群体和回交家系免疫防御中的差异。本研究对脊尾白虾野生群体及回交家系进行WSSV感染后,利用实时荧光定量PCR分别检测了肝胰腺和血细胞中TRAF6基因在不同时间点的表达变化规律。结果表明,病毒感染后TRAR6基因在肝胰腺和血细胞中的表达量在6h后均有明显的上升趋势,且在肝胰腺中感染后24 h达到最高值,血细胞中感染后12h达到最高值;对脊尾白虾野生群体及回交家系TRAR6基因的表达特征进行了对比分析,发现二者表达趋势没有显著差异,结果说明TRAF6基因在脊尾白虾的免疫防御中具有重要作用,但是在野生群体与回交家系免疫防御反应中的功能没有明显差异。