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分子标记应用于文蛤遗传评价、图谱构建及QTL筛选的研究

卢霞  
【摘要】:文蛤是一种具有重要经济价值的滩涂贝类,其养殖业在近年来得到了快速发展。但随着养殖业的迅猛发展,苗种的需求量也激增,过度捕捞、病害的增多以及沿海环境污染的加剧等因素使文蛤自然资源急剧衰减,在很大程度上制约着文蛤产业的发展。因此,为了保护文蛤优良种质资源,推动文蛤养殖业的持续健康发展,本论文借鉴陆地动植物中成熟的遗传育种和选育技术,借助于分子生物学手段来实现保护和改良文蛤的种质质量。 首先,采用磁珠富集法和EST数据库筛选的方法,开发了260个多态性的微卫星标记。对两种来源的部分微卫星位点进行了质量评估,发现其均具有高度的多态性,而且来源于富集文库的SSR的多态性显著地高于EST-SSR的,更适合用于遗传分析;而EST-SSR位于候选基因内,使其在功能标记的开发以及关联QTL鉴定方面具有一定的优势。本研究开发的大量SSR标记将为文蛤中进行遗传连锁图的构建、QTL的定位以及标记辅助选育等打下重要的基础。 为了将开发的微卫星标记应用于文蛤育种过程中,将微卫星标记的优势与COI标记的特点结合起来用于文蛤的家系鉴别研究。在实践中单独利用5个微卫星标记在近缘或远缘家系中为子代找到正确父本和母本的概率,均显著地低于计算机模拟预测的数据。当引入COI标记确定母本信息后,显著地提高了为子代确定正确父本和母本的概率。结果表明在文蛤的混合家系中结合微卫星标记和COI标记进行亲缘鉴别,是目前比较有效的一种方法。 利用开发的微卫星标记,对利用两个地理的文蛤群体进行双列杂交获得的群体进行了遗传分析,同时对其生产性能进行了评价。结果显示,正反交群体中的遗传多样性高于两个自交群体;四个群体中正反交群体的遗传距离最小,自交群体之间的最大;正反交群体均体现出显著的杂种优势,且存在显著的母本效应。表明在具有较大遗传差异的不同地理文蛤群体间进行杂交来提高生产性能和获得遗传改良是一种有效的方法,而且在组配的过程中应将母本效应考虑在内。 为明确目前苗种生产和养殖过程对文蛤种质遗传结构的影响程度,在文蛤养殖群体内进行了连续四代的闭锁繁育来模拟此过程,通过微卫星标记对繁育群体及野生群体进行了遗传监控分析。结果显示,野生群体与养殖群体间具有相近的遗传多样性和遗传结构,不存在遗传分化,繁育群体内不同世代间具有较高且稳定的遗传多样性,没有较大程度的遗传分化,且具有较低的近交系数。表明现有闭锁繁育并不会导致文蛤种质资源的遗传退化,可以用于野生群体的资源增殖并持续支撑文蛤养殖业的发展,但是需要加强对现有资源的遗传监控和保护措施。 以生长性状作为选择目标,在一个具有生长优势的文蛤选择群体和一个对照群体之间进行了标记与性状的关联分析,筛选出三个与生长QTL相关联的EST-SSR标记。并通过在另一个独立群体中的进一步验证分析,以及将含有这三个SSR位点的EST序列与NCBI数据库中的功能基因进行比对,均证实这三个标记与文蛤的生长QTL有显著的相关性。我们希望通过本研究获得的与生长QTL关联的EST-SSR标记,在文蛤育种中实现标记辅助选育(MAS)。 采用弧菌攻毒实验获得的易感组别和抗性组别为材料,对超氧化物歧化酶(SOD)基因中存在的单核苷酸多态性(SNP)进行了关联分析,在外显子检测到4个SNPs,其中2个SNP的等位基因频率、3个SNP的基因型频率和一个单倍型在两个组别中存在显著差异;预测显示三个nSNPs中的一个由于改变成终止密码子显著影响蛋白的活性。通过在另一个经选育得到抗弧菌群体和对照群体中的验证,进一步证实了上述结果,表明SOD基因中的SNP标记与文蛤的抗弧菌性状有一定的相关性,以期作为文蛤抗弧菌的潜在分子标记应用于文蛤的抗性选育中。 利用开发的微卫星标记,以在生长和壳纹均具有差异的两个文蛤个体杂交获得的F1家系为作图群体,构建了文蛤的遗传连锁图并定位了生长相关的QTL。经分析有84个微卫星标记做到了文蛤的整合遗传图谱上,包括19个连锁群,与文蛤的核型2n=38相一致,图谱全长1499.7cM,平均间隔为19.9cM,图谱覆盖了71.9%。利用此图谱在作图家系的90个个体中定位到了一个壳长QTL和一个体重QTL,可解释的表型变异分别为54.7%和50.6%。


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