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牙鲆群体遗传多样性及鲽形目鱼类分子系统学初步研究

作　者: 尤锋
导　师: 相建海；王可玲
学　校: 中国科学院海洋研究所
专　业: 海洋生物学
关键词: 牙鲆 自然与养殖群体 同工酶 生化遗传结构 遗传变异 RAPD 4种鲽形目鱼类 mtDNA 16SrRNA基因 系统树
分类号: Q959.4
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
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内容摘要


本文以山东近海野生和养殖牙鲆Paralichthys olivaceus（T. ＆ S.）为研究对象，采用同工酶电泳和随机扩增多态性DNA（RAPD）两种方法，进行了群体遗传学研究；另外，用PCR扩增了牙鲆、桂皮斑鲆Pseudorhombus cinnamomeus（T.＆ S.）、石鲽Kareius bicoloratus，Basilewsky和大菱鲆Psetta maxima 4种鲽形目鱼类mtDNA 16S rRNA基因区的部分片段，采用生物信息学方法构建了鲽形目分子系统树。主要结果如下： 1．首先建立了适于牙鲆同工酶分析的水平淀粉凝胶和垂直聚丙烯酰胺凝胶电泳系统；对获得的牙鲆15种同工酶基本酶谱进行了生化遗传分析，进而对自然和养殖群体的生化遗传结构进行了分析，共记录了29个基因座位，发现了9个多态座位。 2．野生群体的生化遗传参数多态基因座位比例（31.0％）、等位基因平均数（1.38）和群体平均杂合度（0.0802）都明显高于养殖群体（24.1％，1.28，0.0788）；在野生群体中有9个多态基因座位，而养殖群体仅7个多态基因座位；其中，除了Cat和Idhp-1（仅养殖群体）（P＜0.05）有显著差异、Ldh-C（P＜0.01）完全偏离Hardy-Weinberg定律外，其余多态座位基因频率均符合Hardy-Weinberg遗传平衡定律。野生和养殖群体的遗传相似性系数（Ⅰ）为0.9877，它们的遗传距离（D）是0.0124；两群体间的遗传分化系数Gst为0.0681，Dm为0.01，表明总变异中的6.8％的遗传变异产生于群体间的基因差异。 3．采用11个随机引物对20个野生个体和24个养殖个体进行了RAPD群体遗传多样性分析，分别扩增出88条和86条DNA带，片段大小在200-2500bp之间，平均每个引物扩增的带数是7.8-8.0。两个群体的多态座位比例分别是43.2％和34.9％，平均杂合度是0.2739和0.2255，而Shannon遗传多样性指数表明两群体的遗传变异中有88.12％的遗传变异来自种群内，只有11.88％的变异来自群体间。遗传分化指数Gst的结果也验证了Shannon遗传多样性指数的结果：总群体的遗传变异中约有12％是由两群体间的基因差异产生的。 4．本文对牙鲆两个群体的同一批样品分别采用经典的同工酶方法和RAPD 我N卧 牙鲜群体遗传多样性及煤形图鱼类分子系统学初步研究 治e学位论文 方法进行了较系统的比较分析。发现，KAPD所显示的多态性要比同工酶的高 得多，因为大部分RAPD的变异是源于非编码区和重复DNA，可以遍布整个基 因组，而同工酶仅是功能基因的产物，只表现编码区的变异。因此，自然选择 在同工酶编码区的作用要多于 RAPD标记。在遗传相似性系数目)和遗传距离 （D）上，KAPD的分析结果与同工酶的分析结果也是有差异的，用同工酶分 析两个群体遗传距离只有0乃124，而用RAPD研究可达0刀508。遗传分化指数 的差异也很大，同工酶为0．068，RAPD为0．1237。 5．RAPD和同工酶的分析结果是类似的，即自然群体的多态座位比例和平 均杂合度要比养殖群体高，降低幅度在同工酶中界于1．7～22．3％之间，在KAPD 中则界于 15．9～19．2％之间。这充分证明了养殖群体的遗传多样性水平己有明显 的丧失，值得我们注意。 6．构建了毁形目鱼类 mtDNA 6S rRNA基因的分子系统树。通过分子克 隆法将牙均、桂皮斑稣、大菱鲜和石煤 mtDNA 6S rANA目的基因片段连接到 质粒载体上，经MegaBACE测序仪坝序，分别获得了 590、595、582和 590hp 序列，通过生物信息学方法对其进行了序列分析和核酸变异比较，结合NCBI 上6种群形目鱼类的同源序列探讨了这4种鱼类在群形目中的遗传分化和分子 系统进化，构建了系统树，其中，桂皮斑稣的 16s rRNA基因在系统树中的位 置与物种形态资料的系统演化不相符，而其它三种很好地呈现了它们在线形目 中的系统位置。同时，可以看出 mtDNA 6S rRNA基因片段可以构建一个相对 准确的树，特别是NJ树和ML树比较接近，更为客观一些。由比对序列获得 的物种之间的遗传距离也基本可以反映种、属、科间的不同变异水平。

全文目录


中文摘要  5-7
英文摘要  7-9
引 言  9-11
第一章 鱼类遗传多样性和种群分子遗传学的最新进展  11-47
  1．1 鱼类遗传多样性研究的重要性及其内涵  11-17
    1．1．1 形态学变异  13
    1．1．2 细胞水平—染色体多态性  13-15
    1．1．3 蛋白质水平  15
    1．1．4 DNA水平  15-17
  1．2 分子遗传标记的内容和现状  17-42
    1．2．1 同工酶（Isozyme）  17-22
    1．2．2 线粒体DNA（mtDNA）的多态性  22-29
    1．2．3 随机扩增多态性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA，RAPD）  29-32
    1．2．4 DNA重复数可变串联重复标记（Variable Number of Tanderm Repeat loci，VNTRs）  32-35
    1．2．5 限制性片段长度多态性（RFLP）  35-36
    1．2．6 特异引物的PCR标记  36-37
    1．2．7 扩增片段长度多态性技术（AFLP）的应用  37-38
    1．2．8 SNP标记  38-42
  1．3 分子标记在渔业中的应用及前景展望  42-47
    1．3．1 分子遗传信息在海水渔业研究和管理中的应用  42-43
    1．3．2 加强种质资源调查研究、辅助选育优质抗逆新品种  43-44
    1．3．3 种群和群体的准确鉴别与渔业资源有序和可持续利用  44-45
    1．3．4 在保护生物学中的应用  45-47
第二章 山东近海牙鲆野生和养殖群体同工酶及其遗传多样性研究  47-71
  2．1 材料与方法  47-51
    2．1．1 实验材料  47-48
    2．1．2 实验方法  48-50
    2．1．3 遗传变异数据的统计分析  50-51
  2．2 结果  51-66
    2．2．1 4种缓冲系统对25种同工酶筛选  51-52
    2．2．2 牙鲆同工酶的组织表达特异性  52-53
    2．2．3 牙鲆同工酶基本酶谱及其生化遗传分析  53-62
    2．2．4 群体内的遗传变异  62-65
    2．2．5 群体间的遗传变异  65-66
  2．3 讨论  66-71
    2．3．1 关于牙鲆LDH的表达  66
    2．3．2 山东近海牙鲆自然与养殖群体遗传结构及其遗传变异的比较  66-68
    2．3．3 中日牙鲆野生群体生化遗传变异的比较  68-69
    2．3．4 酶蛋白的活性与样品的保存  69
    2．3．5 筛选有效的遗传标记  69-71
第三章： 山东近海牙鲆野生和养殖群体的RAPD分析  71-90
  3．1 材料与方法  71-73
    3．1．1 实验材料  71
    3．1．2 基因组DNA的提取与浓度测定  71
    3．1．3 PCR  71-73
    3．1．4 数据统计与分析  73
  3．2 实验结果  73-80
    3．2．1 牙鲆基因组DNA  73-74
    3．2．2 PCR参数的优化结果  74-76
    3．2．3 引物的筛选  76-78
    3．2．4 RAPD结果  78-80
  3．3 讨论  80-90
    3．3．1 野生和养殖牙鲆RAPD遗传变异的比较  80
    3．3．2 RAPD反应参数的优化和反应条件对实验结果的影响  80-82
    3．3．3 RAPD是群体遗传分析的实用标记  82
    3．3．4 牙鲆同工酶与RAPD标记群体遗传变异分析结果的比较  82-85
    3．3．5 养殖群体对天然群体的影响及其种质资源的保护  85-90
第四章 4种鲽形目鱼类MTDNA 16S RDNA序列分析及鲽形目鱼类分子系统学初步研究  90-121
  4．1 实验材料和方法  91-98
    4．1．1 实验材料  91
    4．1．2 研究方法  91-98
  4．2 实验结果  98-114
    4．2．1 4种鱼类的全DNA  98-99
    4．2．2 4种鱼类mtDNA 16S DNA目的片段的获得  99-100
    4．2．3 白斑菌落所提质粒的PCR检测结果  100
    4．2．4 目的片段的测序结果  100-105
    4．2．5 4种鲽形目鱼类16S rRNA基因的变异  105-110
    4．2．6 鲽形目鱼类的分子系统分析  110-114
  4．3 讨论  114-121
    4．3．1 引物的筛选及扩增片段同源性的确定  114
    4．3．2 鲽形目鱼类的DNA水平上的遗传分化  114-115
    4．3．3 鲽形目的系统树  115-119
    4．3．4 mtDNA各区的特点及应用  119-120
    4．3．5 生物信息学在分子系统学研究中的关键作用  120-121
结 论  121-123
参 考 文 献  123-143
发表完成文章目录  143-145
致 谢  145-146

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中图分类: > 生物科学 > 动物学 > 动物分类学（系统动物学） > 脊椎动物 > 鱼纲
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