红腹锦鸡SSR和Ⅱ类MHC位点的分离及种群遗传结构分析
【摘要】:红腹锦鸡(Chrysolophus pictus)隶属鸡形目(Galliforme)雉科(Phasianidae)锦鸡属(Chrysolophus),是我国特有的国家Ⅱ级濒危野生动物。
多年来,生境破坏和过度猎杀,导致红腹锦鸡的栖息地严重片段化。本论文以生境片段化为切入点,并在分离SSR和Ⅱ类MHC位点以及建立两套分子标记系统的基础上,通过群体检测,探索生境片段化对种群遗传结构的影响,以及种群在片段化胁迫下的环境适应性等科学问题。
首先,利用磁珠富集方法共分离获得了14个红腹锦鸡特异的多态性SSR位点,并以此建立了物种的SSR分子标记系统。进一步地,运用SSR对红腹锦鸡野外现有的13个片段化种群进行群体检测,得到191个等位基因,其观察杂合度在0.358到0.930之间。通过STRUCTURE软件分析,发现13个种群被分为四大区域{四川(剑阁、青川、利川);中部(黔江、湖南、贵州);秦岭(佛坪、石印沟);北部(龙草坪、宁陕、临夏、宝鸡、天水)}(分组A)。通过AMOVA验证了这四大区域之间存在显著的遗传变异(FCTFSC,P0.001)。利用SSR数据生成的Nei氏标准遗传距离和余弦距离构建了种群地理系统树,该结果证明各地理种群之间的关系和STRUCTURE分析结果非常吻合。
与此同时,以红腹锦鸡为对象,首次建立了适于鸟类基因组BAC文库构建的"Reverse-4D"新方法。‘'Reverse-4D"方法简便,省时且节俭经费,用之构建一个鸟类的基因组BAC文库,仅需传统“4D”方法的1/10左右的时间。特别地,筛选一个100-160kb的大片段DNA,则仅需传统BAC文库筛选方法的1%左右的工作量,达到了快速、高效和便捷的目的。
运用"Reverse-4D"方法在成功构建红腹锦鸡基因组的"Reverse-4D" BAC文库的基础上,筛选得到7个MHC质粒。在S2质粒中包含20个基因,部分的BG基因、3个Blec基因、3个ⅡB基因、TAPBP基因、BRD2基因、DMA基因、2个DMB基因、2个MHC IA基因、TAP1基因、TAP2基因、C4基因、CenpA基因、CYP21基因和部分的TNXB基因。通过Chpi-MHC分析,发现红腹锦鸡和原鸡之间的基因相似度和基因排布顺序非常的相近,除了两个特殊的地方外,基本上呈现线性的同源性。主要的差异表现在红腹锦鸡有3个MHCⅡB基因,3个Blec基因,而原鸡只有2个MHCⅡB基因及2个Blec基因,说明在MHC家族中存在基因重复事件。另外在TAPBP基因和TAP1-TAP2区域,发生了基因的翻转过程。
在红腹锦鸡MHC基因结构的基础上,随后成功建立起物种的MHCⅡB基因位点特异性扩增系统。通过PCR-SSCP在三个位点中分别得到18个、7个和7个等位基因,分析表明在ⅡB基因中存在正向选择、协同进化和跨物种进化现象。通过参照相近物种设计引物扩增ⅡA部分,种群研究调查显示其为单态。进一步地,通过MHCⅡB群体调查研究,发现不同种群之间等位基因频率存在很大的差别;其中ⅡB1*01、ⅡB2*01和ⅡB3*02分别是三个位点中的出现频率最高的等位基因。利用STRUCTURE软件对MHC数据进行分析,发现13个种群被分为两大区域{(剑阁、青川、佛坪、石印沟、龙草坪、宁陕、临夏、宝鸡、天水),(利川、黔江、湖南、贵州)}(分组B);并且通过AMOVA验证了这两大区域之间存在显著的遗传变异(FCTFSC,P0.001)。
通过SSR和MHCⅡB两种分子标记相比较,得到SRTUCTURE分组情况不同的现象,其中利川种群可能由于环境选择的压力,和湖南、黔江、贵州种群区域较为接近;而分组A中的另外9个种群在分组B中则聚集到一簇(均位于长江以北),说明这些种群之间存在同质化。因此认为长江这一地理结构对该物种的MHC基因进化存在一定的影响。通过G'st来比较MHC和SSR的遗传分化,发现G'st-MHC低于G'st-SSR,并且位于其95%置信区间之外G'st-SSR/G'st-MHC平均值的比值为2.036,说明在该物种中平衡选择对于MHC基因家族的选择起了重要的作用。
综上所述,对于保护的建议措施如下:按照MHC的分析结果将其分布划分为两个大区域,在地理结构上为长江所间隔,因此对于江北和江南地区的种群可以适当进行种群引进,提高物种的遗传多样性;佛坪和利川种群具有较为独特的MHC结构,在该物种的抗病研究上是一个很好的试验对象,后期可以进行关于病原体如何导致MHC选择的相关研究。
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1 |
海林,王克晶,杨凯;半野生大豆种质资源SSR位点遗传多样性分析[J];西北植物学报;2002年04期 |
2 |
乔玉山,章镇,沈志军,房经贵,郭洪;中国李简单重复序列(SSR)反应体系的建立[J];植物生理学通讯;2004年01期 |
3 |
余志刚,蒋鸿,梁伟;红腹锦鸡繁殖生态研究[J];动物学杂志;1997年01期 |
4 |
王艳红,王辉,高立志;普通野生稻Oryza rufipogon Griff.的SSR遗传多样性研究[J];西北植物学报;2003年10期 |
5 |
吴娟;方慧玲;蔡兵;;聚丙烯酰胺凝胶电泳检测水稻SSR标记[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年03期 |
6 |
左开井,孙济中,张献龙,聂以春,刘金兰,冯纯大;利用RFLP、SSR和RAPD标记构建陆地棉分子标记连锁图(英文)[J];华中农业大学学报;2000年03期 |
7 |
张立荣,徐大庆,刘大群;SSR和ISSR分子标记及其在植物遗传育种研究中的应用[J];河北农业大学学报;2002年01期 |
8 |
郑轶琦,李作洲,黄宏文;猕猴桃品种SSR分析的初步研究[J];武汉植物学研究;2003年05期 |
9 |
朱英;陶刚;刘作易;;SSR分子标记的发展及其在动植物遗传育种中的应用[J];贵州农业科学;2006年S1期 |
10 |
陈杰;郑根昌;荆彦辉;马志强;郑毅;;四个不同来源途径玉米自交系的DNA指纹分析[J];内蒙古民族大学学报(自然科学版);2007年03期 |
11 |
孙玉刚;张延明;;小麦SSR标记的应用[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);2007年02期 |
12 |
安泽伟;赵彦宏;程汉;李维国;黄华孙;;橡胶树EST-SSR标记的开发与应用[J];遗传;2009年03期 |
13 |
叶凯欣;罗森材;梁雪莲;梁红;;猕猴桃SSR分析[J];生物技术;2009年03期 |
14 |
李云海,肖晗,张春庆,胡国成,于永红,贾继增,孙宗修;用微卫星DNA标记检测中国主要杂交水稻亲本的遗传差异[J];植物学报;1999年10期 |
15 |
朱颜,周国利,吴玉厚,金海国;遗传标记的研究进展和应用[J];延边大学农学学报;2004年01期 |
16 |
欧良喜;向旭;狄凤香;白丽军;陈洁珍;孙清明;;SSR分子标记在荔枝上的研究进展[J];生物技术通报;2009年S1期 |
17 |
谢恩义;红腹锦鸡的饲养繁殖与雏鸟生长发育[J];动物学杂志;2003年01期 |
18 |
蒋才富,刘凯于,洪华珠,彭建新,余泽华;对Cry1 Ac毒素敏感性不同的三种BT1-Tn-5B1细胞品系基因组DNA的RAPD及SSR分析[J];生物技术通报;2003年01期 |
19 |
栗琪,李作洲,黄宏文;猕猴桃野生居群的SSR分析初报[J];武汉植物学研究;2004年02期 |
20 |
王日升;李杨瑞;黄伟雄;杨丽涛;;利用SSR标记鉴定番茄种质资源[J];西北植物学报;2005年12期 |
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