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罗非鱼(Tilapia)隶属于硬骨鱼类纲(Osteichthyes)、鲈形目(Perciformes)、鲈形亚目(Percoidei)、丽鱼科(Cichlidae),约有700种(陈素芝,1992;林振亮,2004)。由于罗非鱼具有生长快、繁殖力强、食性杂、病害少、抗病力强、适应性强等特点,已经成为我国南方大部分地区和北方地热资源丰富地区的重要养殖品种。但近年来,由于遗传渐渗、近亲繁育等原因,引起罗非鱼品种混杂和种质退化,造成生长速度降低、体色变杂、性成熟提早。
本研究以罗非鱼为研究对象,利用随机扩增多态DNA(RandomamplifiedpolymorphicDNA,RAPD)和线粒体基因序列分析(DNASequencing)技术,分别检测了核基因(Nucleargene)和核外基因(Extranucleargene)的遗传变异,从三个层面(种内遗传变异、种间亲缘关系和不同属间的分类地位)逐层进行深入探讨,以期为罗非鱼品种混杂和种质退化问题的解决提供理论依据。研究主要包括以下部分:
一.罗非鱼线粒体DNA基因序列分析
通过PCR扩增出罗非鱼线粒体12SrRNA、16SrRNA、Cytb和D-Loop基因部分序列,纯化后直接测序。利用多个生物软件对序列变异和碱基组成进行分析,计算Kimura2-parameter遗传距离、平均核苷酸差异数、平均位点核苷酸替代数等遗传信息指数,并构建UPGMA和NJ系统树。结果表明:(1)线粒体测序技术鉴定出五种单倍型:(a)红罗非鱼单倍型,(b)荷那龙罗非鱼单倍型,(c)莫桑比克母系单倍型(莫桑比克罗非鱼—莫荷罗非鱼),(d)尼罗罗非鱼母系单倍型(尼罗罗非鱼—奥尼罗非鱼),(e)奥利亚罗非鱼单倍型。(2)线粒体基因联合构建的UPGMA和NJ系统树中,红罗非鱼与荷那龙罗非鱼首先聚在一起,然后与莫桑比克母系形成姐妹支,然后与尼罗罗非鱼母系聚类;奥利亚罗非鱼位于系统树的底部。(3)将本实验数据与GenBank其它罗非鱼共同构建分UPGMA和NJ系统进化树,罗非鱼分为Oreochromis、Sarotherodon、Tilapia三属,Oreochromis、Sarotherodon两属有着共同的起源,支持Trewavas基于形态学的观点。
二.罗非鱼随机扩增多态DNA(RAPD)分析
本实验对192个罗非鱼个体的随机扩增DNA多态性进行分析。从60条引物中筛选出10条扩增效果稳定的引物进行RAPD扩增,一共检测出147个位点,罗非鱼位点多态率分布于9.52%-39.46%之间,平均为26.45%。通过软件统计多态位点比率、基因多样性、Shannon指数、遗传分化指数、遗传相似度、遗传距离等遗传参数,并构建UPGMA系统进化树。结果表明:(1)引物S257,S183扩增出用于区分尼罗罗非鱼(吉富)与奥尼罗非鱼的特异RAPD条带,引物S167扩增的RAPD特异条带可以用于区分莫桑比克罗非鱼和莫荷罗非鱼。(2)罗非鱼多态位点比率,基因多样性,Shannon指数三组数据变化趋势基本一致:其中奥利亚罗非鱼的遗传多样性最低,奥尼罗非鱼、尼罗罗非鱼(吉诺玛)和莫荷罗非鱼的遗传多样性明显高于其它罗非鱼。(3)奥尼罗非鱼与父本奥利亚罗非鱼、母本尼罗罗非鱼(吉富)与的遗传一致度分别为0.8253和0.8239。从这一结果可以看出,奥尼杂交鱼从其父本和母本得到了近乎相同数量的遗传物质。(4)根据遗传距离建立UPGMA树,罗非鱼分为两支,奥利亚罗非鱼、尼罗罗非鱼和奥尼罗非鱼、为一支;莫桑比克罗非鱼、莫荷杂交鱼、荷那龙罗非鱼、红罗非鱼为另一支。