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5个鲤群体的遗传多样性分析和分子标记的筛选

作　者: 明俊超
导　师: 缪为民; 董在杰
学　校: 南京农业大学
专　业: 水产养殖
关键词: 鲤 RAPD 微卫星遗传多样性标记
分类号: S917.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

鲤是鲤形目(Cypriniformes)、鲤科(Cyprinidae)、鲤亚科(Cyprinae)中的一种广泛分布于我国黑龙江、黄河、长江流域等全国各淡水水域的经济鱼类。鲤在我国具有悠久的养殖历史和重要的经济价值,无论是天然种群还是养殖品种,年产量远超过其它鱼类。但是由于盲目的开发利用,许多重要的鲤养殖种类的种质资源遭到破坏。黄河鲤(Cyprinus. carpio haematopterus Temminck et Schlegel)、黑龙江野鲤(C. carpio haematopterus)、荷包红鲤(C. carpio var. wuyuanensis)、兴国红鲤(C. carpio var. xingguonensis)和建鲤(C. carpio var)是我国中国鲤几个具有代表性的养殖品种和野生种,在我国鲤鱼遗传育种研究中均占有非常重要的地位。本试验采用RAPD和微卫星分子标记技术对荷包红鲤、黄河鲤、建鲤、兴国红鲤和黑龙江野鲤等5个鲤群体的基因组DNA进行扩增分析。在RAPD分析中,52个随机引物中有36个引物扩增出条带,其中有28个引物能够扩增出清晰、稳定的条带,用以分析。在28个多态性随机引物中共扩增出4880个条带,平均每个引物在每个个体中扩增出3.68个条带。位点总数为122个,多态位点数为107个,多态位点比例平均为89.50%。有效等位基因范围为1.3262-1.4867;Shannon信息指数的范围为0.2845-0.3903。5个鲤群体中,黄河鲤和黑龙江野鲤群体间的遗传相似性系数最大(0.9011),建鲤和兴国红鲤群体间的遗传相似性系数次之(0.8726),黑龙江野鲤和兴国红鲤间的遗传相似性系数最小(0.7993)。在28个多态性引物中,引物S131在荷包红鲤中扩增出大小为1350bp的特异片段,而引物S472在建鲤和荷包红鲤中扩增出2050bp大小的特异片段。但是由于RAPD标记的重复性和稳定性较差,这在实际应用中受到了一定的限制,需要更多的个体进行验证。同时将RAPD标记转化为SCAR标记,获得该两群体的稳定的DNA片段标记,这对鲤种质资源的鉴定和对遗传资源的保护具有重要的意义。在运用微卫星标记技术对5个鲤群体的遗传多样性进行分析时,15对微卫星引物中有6对能较好的扩增出特异条带,经电泳检测后,表现出清晰的片段大小和一定的多态性。微卫星标记在各群体中检测到的有效等位基因数在1.2857-1.5096之间,平均值为1.3967。Shannon信息指数在0.3537-0.5554之间。各群体的平均观测杂合度在0.2222-0.3833之间,期望观测杂合度在0.1904-0.3119。将SSR和RAPD的实验结果结合起来分析,结果发现,在5个鲤群体中,多态位点的比例从大到小依次是：黄河鲤(63.57%)、荷包红鲤(61.43%)、建鲤(60.00%)、兴国红鲤(53.57%)和黑龙江野鲤(53.57%)。5个鲤群体的Nei’s遗传多样性指数和Shannon指数的大小顺序为：荷包红鲤(两个指数分别为0.2419和0.3531)>建鲤(分别为0.2226和0.3299)>兴国红鲤(分别为0.2157和0.3144)>黄河鲤(分别为0.1914和0.2956)>黑龙江野鲤(分别为0.1816和0.2734)。分析结果与RAPD的结果一致。结果说明利用RAPD技术获得的遗传多样性的数据能够反映各个群体的特征,为鲤群体的遗传结构特征、种群历史及其遗传资源的保护提供了相关信息和依据。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章文献综述  11-35
  1 形态学比较  13-14
  2 血液及其生理生化研究  14-15
  3 DNA分子标记  15-26
    3.1 线粒体DNA标记(mitochondrial DNA,mtDNA)  17
    3.2 限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)  17-18
    3.3 随机扩增的多态性DNA(Random Amplified Polymorphic DNA,RAPD)  18-19
    3.4 扩增片段长度多态性(Amplified Fragment Length Polymorphism,AFLP)  19-20
    3.5 微卫星标记(Microsatellite DNA Markers)  20-22
    3.6 内部简单重复序列(Inter Simple Sequence Repeats,ISSR)  22
    3.7 单核甘酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)  22-23
    3.8 表达序列标签(EST)  23-25
    3.9 新近发展的三种代表性的分子标记  25-26
      3.9.1 序列特定扩增区域标记(Sequence Characterized Amplified Regions,SCAR)  25
      3.9.2 相关序列扩增多态性标记(Sequence Related Amplified Polymorphism,SRAP)  25
      3.9.3 靶位区域扩增多态性标记(Target Region Amplified Polymorphism,TRAP)  25-26
  4 RAPD和SSR在水产养殖上的应用  26-32
    4.1 在鱼类种质鉴定中的应用  26-27
    4.2 水产动物遗传多样性  27-28
    4.3 系统发育和进化及亲缘关系的研究  28
    4.4 在育种方面的应用  28-30
      4.4.1 亲本交配和繁殖贡献  28-29
      4.4.2 在杂交育种和杂种优势方面的应用  29-30
      4.4.3 在品种选育上的应用  30
    4.5 数量性状定位(QTL)和遗传图谱的构建  30-32
  5 小结  32-35
第二章 5个鲤群体的RAPD分析及标记的筛选  35-51
  1 前言  35
  2 材料与方法  35-38
    2.1 材料  35
    2.2 试剂和仪器  35-36
    2.3 样本的采集和基因组DNA的提取  36-37
      2.3.1 基因组DNA的提取  36-37
      2.3.2 DNA的检测  37
    2.4 引物的筛选  37
    2.5 PCR扩增  37-38
    2.6 数据处理  38
  3 结果  38-47
    3.1 RAPD扩增反应体系的优化  38-39
    3.2 引物的筛选  39
    3.3 RAPD扩增结果分析  39
    3.4 各群体的遗传多样性  39-45
    3.5 群体间的相似性指数  45
    3.6 群体间的特异标记  45-47
  4 讨论  47-51
    4.1 遗传多样性分析  47-48
    4.2 RAPD分子标记  48-49
    4.3 关于鲤遗传多样性的开发和利用  49-51
第三章应用微卫星多态分析5个鲤群体的遗传多样性  51-61
  1 前言  51
  2 材料与方法  51-53
    2.1 材料来源  51
    2.2 试剂和仪器  51
    2.3 基因组DNA的提取与检测  51-52
    2.4 PCR反应及产物的分离  52
      2.4.1 PCR反应体系和循环参数  52
      2.4.2 扩增产物检测  52
    2.5 数据分析  52-53
  3 结果  53-57
    3.1 PCR扩增结果  53
    3.2 群体遗传多样性分析  53-57
    3.3 RAPD和SSR结合的群体间遗传多样性分析  57
  4 讨论  57-61
    4.1 遗传多样性分析  57-59
    4.2 RAPD和SSR技术在群体遗传多样性的研究  59-61
全文小结  61-63
参考文献  63-73
附录  73-77
  一、试验试剂及配置  73-75
  二、TaKaRa通用基因组DNA提取试剂盒(Ver.3.0)步骤  75-77
致谢  77-79
攻读学位期间发表或已接收的学术论文  79
攻读学位期间参加科研项目  79

5个鲤群体的遗传多样性分析和分子标记的筛选

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