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三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)隶属于瓣鳃纲珠蚌科帆蚌属,为中国特有的淡水育珠蚌。自上世纪八十年代以来,三角帆蚌的人工养殖规模日益壮大,由于规模化全人工育苗技术尚未成熟,三角帆蚌养殖苗种主要依赖于采捕天然苗,加上水环境污染等原因,造成野生资源量急剧减少;而且多数珠农在生产上不注重品种改良,通常就地采集亲蚌,几代“同堂”,近亲繁殖,导致三角帆蚌的种质严重退化,出现性成熟提早、个体变小、双壳变薄、硬度下降、病害频发等问题。因此亟需开展三角帆蚌的遗传现状分析,研究野生和养殖三角帆蚌群体的遗传多样性及其亲缘关系,为三角帆蚌的种质资源保护、育种以及遗传改良提供理论依据。
本研究首先用RAPD技术研究了江苏地区五个三角帆蚌种群(无锡太湖TH、洪泽湖HZH、南京江浦JP、靖江JJ、兴化XH1)的遗传多样性和亲缘关系,分析了野生和养殖种群间的遗传差异。选取16个多态性好、重复性高的10碱基随机引物对基因组DNA进行扩增,共扩增出149个DNA片段,大小在250~2000bp之间,其中105个位点表现为多态位点,多态位点比例为70.47%。结果表明养殖种群的遗传多样性高于野生种群,其中南京江浦养殖种群遗传多样性指数最高(0.2963),无锡太湖野生种群的最低(0.2201)。群体内遗传相似系数依次为:JP(0.8584)>JJ(0.8416)>HZH(0.8099)>XH1(0.8082)>TH(0.8055)。各种群间具有一定的遗传分化,遗传分化系数Gst为0.3480。UPGMA聚类分析显示,五个三角帆蚌种群间的亲缘关系与地理位置无明显关系。
继而用ISSR技术研究无锡太湖TH、洪泽湖HZH、兴化菜场XH2三个野生群体与南京江浦、兴化XH1两个养殖三角帆蚌群体的遗传多样性。首先对三角帆蚌基因组DNA进行PCR扩增,筛选、分析ISSR-PCR扩增时的主要影响因子,包括Mg2+浓度、dNTPs浓度、引物浓度、酶浓度、甲酰胺浓度等,建立了三角帆蚌的ISSR-PCR优化反应体系。进而选取5对扩增条带多、信号强、背景清晰的ISSR引物对5个群体共121个三角帆蚌个体进行PCR扩增,获得70个DNA片段,大小在200~2000bp之间,61个位点表现多态性,多态位点比例为87.14%。分析结果和RAPD结果一致,三角帆蚌养殖种群的遗传多样性高于野生种群,其中南京江浦养殖种群的遗传多样性指数最高(0.4663),无锡太湖野生种群的最低(0.3922)。AMOVA结果显示,三角帆蚌绝大部分的遗传变异存在于群体内部,因此要维持该物种的遗传多样性,就要从维持其群体内的遗传多样性着手,选择优良的远交亲本,增加有效繁殖个体数。
SPSS双变量相关分析法对RAPD和ISSR标记的遗传相似系数矩阵的分析显示这两种标记检测结果的相关系数为0.771,在0.05水平呈显著正相关。表明RAPD和ISSR标记都能够相对无偏的检测到这些遗传变异,这两种分子标记都适用于种群的遗传多样性分析。而对多态性位点比率、平均多样性指数以及每个位点的有效等位基因数等结果的比较分析可见,ISSR标记均高于RAPD标记,ISSR检测遗传多态性的能力更高。