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利用序列分析法和微卫星标记研究酿酒酵母的遗传多样性

作　者: 铁春燕
导　师: 张梁
学　校: 江南大学
专　业: 微生物学
关键词: 酿酒酵母工业菌株序列分析微卫星标记种内多样性
分类号: Q93
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)广泛应用于饮料、食品、能源、医药、环保、饲料等领域，具有巨大的经济价值，是目前与人类关系最为密切的一种微生物。在现代分子生物学和细胞生物学的研究中酿酒酵母还被用作真核模式生物。本文以传统发酵工业中具有典型特征、不同来源的酿酒酵母工业菌株和实验室常用菌株为研究对象，利用序列分析法和微卫星标记技术对其进行种内区分及遗传多样性的应用研究。首先对所选酿酒酵母菌株的5.8S rDNA及ITS-2区序列、大亚基(26S) rDNAD1/D2区序列、RNA聚合酶Ⅱ第2大亚基基因(RPB2)的序列保守性和变异幅度进行了充分评估。结果表明大多数酿酒酵母菌株的5.8S rDNA非常保守，而在ITS-2区序列存在一定差异，最大变异幅度为3个碱基，共产生18种不同的序列；26S rDNAD1/D2区序列具有较强的保守性，在所选酿酒酵母菌株中最大变异幅度不超过2个碱基，共产生13种不同的序列；相比较而言，RPB2基因序列的保守性最差，在所选酿酒酵母菌株中最大变异幅度高达10个碱基，共产生37种不同的序列。这些均证实酿酒酵母种内菌株存在序列多态性的现象，而且在不同序列的变异情况不同；但是各株酵母的序列差异幅度不够大，序列相似性都在99%以上，各类菌株无法有效区分。然后利用微卫星位点的多态性对所选酿酒酵母菌株进行了分析，获得各株酵母在不同微卫星位点的基因型，建立基因型数据库。利用软件计算50株酿酒酵母在11个微卫星位点的等位基因数目、等位基因频率、基因杂合度和多态信息含量等参数，并根据菌株间的Dice相似系数对菌株进行聚类分析。结果：50株酿酒酵母在11个微卫星位点共检测出50种基因型，即每株酵母均有其独特的基因型；共检测出210个等位基因，拥有的等位基因数量非常丰富，平均每个位点的等位基因数目为19.09(9-38)；各个微卫星位点的观测杂合度平均值高达0.564(0.229-0.880)，期望杂合度平均值高达0.873(0.723-0.967)，平均多态信息含量为0.851(0.697-0.956)，各位点呈现高度多态性。各项参数均表明中国工业酿酒酵母菌株具有丰富的遗传多样性。聚类分析清晰显示了50株酵母菌株的亲缘关系，各株酵母可以得到有效区分，但没有呈现与其工业来源为界限的聚焦。以上研究表明传统发酵工业中的各类酿酒酵母在长期的工业发酵环境下已发生细微的遗传变异，我国工业酿酒酵母存在着丰富的遗传多样性。这些酿酒酵母菌株的遗传变异与其存在环境是分不开的，但其划分类群与其工业来源无明显的相关性。研究结果为选育特定酿酒酵母菌株来满足不同发酵过程需求提供一定的参考，从而更好地开发和利用酿酒酵母资源。

利用序列分析法和微卫星标记研究酿酒酵母的遗传多样性

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