養(yǎng)殖皺紋盤鮑雜交種對土著群體遺傳結構的影響及種間漸滲雜交的遺傳分析.pdf

1、皺紋盤鮑(Haliotis discus hannai Ino)是我國傳統(tǒng)的養(yǎng)殖經濟貝類,上世紀90年代中期未知原因大規(guī)模死亡的流行給皺紋盤鮑的養(yǎng)殖產業(yè)造成了巨大的經濟損失。從90年代中后期開始,我國鮑的養(yǎng)殖業(yè)普遍采用從日本引進種鮑同皺紋盤鮑雜交的方法以獲得具有優(yōu)良養(yǎng)殖性狀的雜種后代進行養(yǎng)殖。皺紋盤鮑的日本群體和西氏鮑(Haliotis sieboldii Reeve)先后被引種進行雜交,目前在我國養(yǎng)殖最廣泛的雜交鮑是皺紋盤鮑的日本群體

2、同中國群體的雜交種。雜交鮑在養(yǎng)殖過程中向野生環(huán)境中的滲透會使引進鮑種的遺傳物質向皺紋盤鮑的基因庫中滲透,從而改變皺紋盤鮑野生群體的遺傳結構。本研究以皺紋盤鮑的中國群體、日本群體、西氏鮑、以及皺紋盤鮑和西氏鮑的雜交和回交子代為主要研究材料,研究了皺紋盤鮑和西氏鮑的遺傳背景,評價了皺紋盤鮑日本群體對中國群體遺傳結構的影響,并探討了皺紋盤鮑和西氏鮑的遺傳物質在雜種后代中的擴散情況。
　　 1.皺紋盤鮑和西氏鮑微衛(wèi)星標記的篩選和評價

3、r>　　 本研究利用EST文庫篩查法和構建微衛(wèi)星富集文庫PCR掃描法分別發(fā)展了12個皺紋盤鮑和18個西氏鮑的微衛(wèi)星標記。分別利用至少36個皺紋盤鮑和西氏鮑個體對這30個位點進行多態(tài)性評價,結果顯示擴增得到的等位基因數目從2-13和4-14個不等,期望雜合度和觀測雜合度的范圍分別為0.2449-0.9311,O.1222-0.8611和0.7364-0.9117,0.3125-0.8571。通過這兩種方法的篩查,我們發(fā)現:EST文庫篩查

4、法是最簡便、耗費最低的方法,但是公用數據庫中較少的盤鮑EST序列(1476個)和較低含量(3.4％)的微衛(wèi)星DNA的數量限制了這種方式的大規(guī)模應用。而本章優(yōu)化的構建微衛(wèi)星富集文庫篩查法由于自身的高效低耗等優(yōu)點成為大量篩選微衛(wèi)星標記的最好選擇。
　　 2.引進的皺紋盤鮑日本群體對中國群體種群遺傳結構的影響
　　 我國自上世紀90年代末期開始廣泛養(yǎng)殖引進的日本皺紋盤鮑同中國群體的雜交鮑。這一系列的養(yǎng)殖行為,包括引種雜交以及頻

5、繁的苗種交換等都使土著種群的遺傳完整性和持續(xù)性遭到威脅。本研究利用7個多態(tài)性的微衛(wèi)星位點和411個擴增片段長度多態(tài)性位點(AFLP)評估了皺紋盤鮑日本群體對中國群體種群遺傳結構的影響。結果發(fā)現了日本皺紋盤鮑的基因向本地皺紋盤鮑基因池中漸滲的強有力證據:貝葉斯聚類分析結果顯示被檢測的四個群體163個樣本中,高達84.1％的個體都為雜交子。其中,大連、煙臺和青島地區(qū)的所有個體都是雜交子而榮成地區(qū)雜交種的比例較低(38.0％),據推測這個結果

6、跟這些地區(qū)的養(yǎng)殖模式(例如網箱養(yǎng)殖vs底播增殖)相關。研究結果顯示,由頻繁的引種和雜交而導致的遺傳污染已經對土著種群的基因池造成了負面的影響。鑒于保持物種的遺傳多樣性具有重要的意義,我們應該高度重視對這些遺傳資源的鑒別、保護和利用。
　　 3.皺紋盤鮑和西氏鮑優(yōu)良雜交種的培育
　　 我們利用國內本地皺紋盤鮑和從日本引進的西氏鮑為材料,采用漸滲雜交的策略建立了多代雜交鮑群體,研究了皺紋盤鮑和西氏鮑種間雜交的生物學效應。結果

7、顯示隨著雜交以及選育的進行,雜交后代的受精率、孵化率和變態(tài)率得到了大幅提升,接近普通雜交鮑的水平。在稚鮑及成鮑階段的生長速率和度夏階段(高水溫階段)的存活率相對于普通雜交鮑也具有顯著的優(yōu)勢。30-180日齡的自繁群體Ⅰ的殼長增長速率相對于普通雜交鮑具有顯著的優(yōu)勢(P＜0.05),殼長生長優(yōu)勢率在10.03％-14.31％之間,而自繁群體Ⅱ代的優(yōu)勢率在10.96％-15.68％之間。相對于普通雜交鮑,自繁群體Ⅰ代在3個度夏階段存活率的優(yōu)勢

8、率為20.0％-39.2％,自繁群體Ⅱ代在2個度夏階段存活率的優(yōu)勢率達到25.8％-39.1％。
　　 4.皺紋盤鮑和西氏鮑及其雜交和回交子代的遺傳學分析
　　 1)對皺紋盤鮑、西氏鮑及其雜交和回交子代進行了常規(guī)染色體核型和基因組熒光原位雜交(GISH)的分析。結果表明,西氏鮑、皺紋盤鮑及其雜交子代的染色體核型均為2n=20m+16sm,NF=72。
　　 利用GISH方法對皺紋盤鮑、西氏鮑及其雜交和回交子代幼蟲

9、進行了染色體檢測分析,結果表明超過80％的分裂相都含有36條染色體。利用皺紋盤鮑基因組探針作雜交時,皺紋盤鮑、西氏鮑及其雜交子代分裂相中所有36條染色體均被穩(wěn)定的涂染上信號,利用西氏鮑基因組探針作雜交時,也得到了同樣的結果。實驗過程中沒有發(fā)現明顯的染色體丟失、斷裂及重組等現象,也沒有單倍型的染色體分裂相(n=18)出現。
　　 2)利用14個微衛(wèi)星位點,對皺紋盤鮑(HD)、西氏鮑(HS)、雜交子Ⅰ代(SDF1)、同皺紋盤鮑回交子

10、Ⅰ代(SDBCl)和回交子Ⅱ代(SDBC2)五個群體進行了遺傳多樣性和遺傳分化的分析。分析結果顯示HD群體的遺傳多樣性比HS群體豐富,HD群體在所有的14個位點上共擴增得到195個等位基因,而HS群體共擴增得到120個等位基因。兩個群體的平均觀測雜合度和平均期望雜合度分別為0.5892、0.7389和0.3588、0.7806。遺傳學分析均顯示HD和HS群體之間有顯著的遺傳分化(FST=0.1935)。本研究還顯示所有雜交后代的遺傳多樣