军曹鱼养殖群体遗传多样性及基于基因组信息的微卫星标记初筛

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军曹鱼(Rachycentron canadum),隶属于鲈形目(Perciformes)、海鲡科(Rachycentridae),是一种暖水性远洋洄游鱼类,因其肉质细嫩、味道鲜美、生长速度快等特性,已成为我国南方重要的海水养殖对象。现有军曹鱼的分子标记数目有限,国内对其养殖群体的遗传多样性研究也相对较少。为了进一步做好军曹鱼的选育工作,本研究对北海(BH)、陵水(LS)、硇洲(NZ)、徐闻(XW)和三亚(SY)的5个军曹鱼养殖群体,共174个军曹鱼个体进行遗传多样性分析,并基于新近完成的军曹鱼全基因组测序结果,开展军曹鱼微卫星序列搜索和筛选等工作。主要结果如下:1、12个微卫星标记在5个军曹鱼养殖群体中共检测到129个等位基因;各军曹鱼养殖群体的平均等位基因数为3.833~6.750,平均有效等位基因数为2.284~3.645,平均观测杂合度与平均期望杂合度分别是0.481~0.635和0.533~0.681,平均多态信息含量为0.463~0.630;哈迪-温伯格检测显示,各军曹鱼养殖群体在多个微卫星位点上均显著偏离平衡(P<0.05);军曹鱼养殖群体间的遗传分化指数(Fst)为0.055~0.150,遗传距离(D)为0.240~0.635,其中,BH和NZ的Fst最大(0.150),D最远(0.635);AMOVA分析表明,军曹鱼养殖群体84%的遗传变异来自于个体之间;UPGMA系统进化树表明,BH和SY聚为一支,LS和XW聚为一支,两支聚为一支后与NZ聚为一支。2、利用AFLP分子标记技术对BH、NZ、XW和LS的4个军曹鱼养殖群体进行遗传多样性分析。BH、NZ、XW和LS群体的多态位点数及比例分别为:90(50%)、19(10.56%)、28(15.56%)、115(63.89%);各养殖群体的Nei’s遗传多样性指数(h)分别为0.0659、0.0227、0.0292和0.0832;Shannon信息指数(I)分别为0.1141、0.0364、0.0481和0.1441;AMOVA分析显示,65%的遗传变异来自于养殖群体间;基于遗传距离构建的UPGMA系统进化树显示,NZ、XW和BH聚为一支,LS单独聚为一支。3、5个军曹鱼养殖群体共获得170条长为1070bp的线粒体细胞色素b(Cytochrome b,Cyt b)基因序列,碱基A、T、C和G的平均含量分别为27.2%、29.6%、29.2%和14.0%;检测到6个单倍型,平均单倍体多样性和核苷酸多样性分别为0.5160和0.00675;AMOVA分析显示,94.3%的遗传变异来自养殖群体内。系统发育树结果表明,NZ和XW聚为一支后,分别先后与BH、LS聚为一支,最后和SY聚为一支。4、基于军曹鱼全基因组测序数据,共搜索到424827个微卫星重复序列,其中1~6核苷酸重复类型微卫星共有344820个,占81.167%;单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸、四核苷酸、五核苷酸及六核苷酸重复类型微卫星各有174146,104242,48358,12792,4403和879个,分别占1~6微卫星重复类型总数的50.49%、30.23%、14.02%、3.71%、1.28%和0.25%。A/T、AC/GT、AAT/ATT、AAAN、AGAGN、ACCAGG重复单元分别为1~6各核苷酸重复类型中的主要重复单元,分别为159774(91.75%)、75190(72.13%)、13133(27.16%)、4990(39%)、1165(26.46%)和92(10.47%)个。从2~5核苷酸重复类型中,各筛选出30个,共120个多态性潜能较大的微卫星序列,在其核心序列两端设计引物备用。本研究获得了北海(BH)、陵水(LS)、硇洲(NZ)、徐闻(XW)和三亚(SY)5个军曹鱼养殖群体的遗传学数据,并分析了军曹鱼基因组中微卫星序列的分布特征,筛选出120个多态性潜能较大的微卫星序列,研究结果将为军曹鱼SSR标记的筛选、子代遗传多样性评估等工作提供科学的数据参考。
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