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凡纳滨对虾论文:凡纳滨对虾AMY、CTSL基因SNPs及其与生长性状的关联分析


凡纳滨对虾论文: AMY、 凡纳滨对虾论文:凡纳滨对虾 AMY、CTSL 基因 SNPs 及其与 生长性状的关联分析

【中文摘要】 本研究以海南南疆生物技术有限公司对虾繁育中心 凡纳滨对虾繁育群体的 379 尾个体为研究对象,采用 PCR-RFLP/PCR-SSCP 标记技术结合 DNA 测序方法对研究凡纳滨对虾群 体的 AMY 基因和 CTSL 基因的遗传多态性进行了分析,同时与生长性状 进行相关性分析,以检测对凡纳滨对虾生长发育具有影响作用的分子 遗传标记,旨在为凡纳滨对虾高效选育提供遗传学依据。1.凡纳滨对 虾 AMY 基因多态性分析对凡纳滨对虾 AMY 基因的 8 个基因座 A2-A9 进 行检测,分别包含了外显子 2-9 区域,在 A2、A3、A7、A8 和 A9 这 5 个 基因座中未发现多态性,在 A4、A5 和 A6 基因座上发现了多态 性,PCR-SSCP/PCR-RFLP 检测结果分别出现了 3 种带型。对 A4、A5 和 A6 基因座不同带型的 PCR 扩增产物进行测序,共发现 4 个 SNP 位点, 分别为:第 4 外显子 109bp 处 T→C 的突变、第 4 内含子 46bp 处 T→C 的突变、第 5 外显子 123bp 处 C→T 的突变和第 6 外显子 81bp 处 C→ T 的突变,其中 A4 基因座的 2 处突变表现为连锁突变,4 处突变均未引 起氨基酸的改变,表现为沉默突变。对 AMY 基因多态位点遗传结构分 析,结果 A4、A5 和 A6 基因座有效等位基因 Ne、杂合度 He 及多态信 息含量 PIC 分别为:1.632/1.991/1.784、0.387/0.498/0.439 和 0.387/0.374/0.343,3 个多态位点在该凡纳滨对虾群体上均处于中度 多态,说明 AMY 基因的 A4、A5 和 A6 这 3 个基因座多态性比较丰富,

可供选择潜力较大。2. AMY 基因多态性与凡纳滨对虾生长性状的关 联分析利用最小二乘法对 AMY 基因 A4 基因座不同基因型之间的生长 性状进行均值差异显著性检验,结果发现:A4 基因座不同基因型对其 生长性状具有显著影响,在体长、头胸甲宽、第一腹节长及尾节长 4 个指标上,TT 和 CC 基因型显著高于杂合基因型 CT (P<0.05);在体重 和头胸甲长 2 个指标上,CC、TT 和 CT 3 种基因型之间差异均达到了 显著水平(P<0.05)。A5 基因座:在体重指标上,CC、CT 和 TT3 种基因 型之间差异均达到了显著水平(P<0.05);在其它 5 个指标上,CC 与 CT 基因型之间差异不显著,但与 TT 基因型之间的差异达到了显著水平 (P<0.05)。A6 基因座:在体重、头胸甲长和头胸甲宽 3 个指标上,AA 基因型与 AB 基因型之间差异显著(P<0.05);在体长、 第一腹节长和尾 节长 3 个指标上,AA、BB 基因型与 AB 基因型之间差异达到了显著水 平(P<0.05)。 3.凡纳滨对虾 CTSL 基因多态性分析对 CTSL 基因的 5 个 基因座 C2-C6 进行检测,包含了外显子 2-6 及部分内含子区域,在 C6 基因座中发现有多态性,在其它基因座中未发现多态性,PCR-SSCP 检 测结果出现了 3 种带型,分别为 CC、CT 和 TT。对 C6 基因座不同带型 的 PCR 扩增产物进行测序,发现在 CTSL 基因第 6 外显子的 92bp 处存 在 1 个 C→T 的碱基突变,该处碱基的改变未引起氨基酸的变化,表现 为沉默突变。CTSL 基因多态位点遗传结构分析,结果 C6 基因座有效 等位基因 Ne、杂合度 He 及多态信息含量 PIC 分别为:1.726、0.421 和 0.332,C6 基因座多态位点在该凡纳滨对虾群体上均处于中度多 态。4. CTSL 基因多态性与凡纳滨对虾生长性状的关联分析 CTSL 基

因 C6 基因座多态性与生长性状进行相关性分析,C6 基因座不同基因 型对凡纳滨对虾的生长发育具有影响,总体来说三种基因型在各生长 指标上按优劣程度依次排列为 CC、CT 和 TT。在体重、体长、第一腹 节长和尾节长 4 个指标上,CC、CT 基因型显著高于 TT 突变基因型 (P<0.05);在头胸甲长和头胸甲宽 2 个指标上,CC 基因型显著高与 CT 和 TT 基因型(P<0.05)。总之,AMY 和 CTSL 基因多态性对凡纳滨对虾 生长具有一定的影响,可以作为分子标记为凡纳滨对虾育种提供一定 的参考价值。 【英文摘要】Genetic variations of AMY and CTSL genes were detected by PCR-SSCP/PCR-RFLP and DNA sequencing techniques in 379 Litopenaeus vannamei individuals from Nanjiang Biotechnology Company Limited in Hainan province, and association analyses were carried out to evaluate the effects of genotypes of the two candidate genes on growth traits in Litopenaeus vannamei.The objects were to discovery new molecular markers which with significant effects on the growth traits.1. Polymorphisms of AMY gene in Litopenaeus vannameiThe varations of eight loci (A2-A9) in AMY gene were analysised. These loci contain exon 2, exon 3, exon 4, exon 5, exon 6, exon 7, exon 8 and exon 9. The results showed that the products amplified by primer A4, A5 and A6 displayed polymorphisms, and there were three genotypes for A4, A5 and A6 respectively. The

results of DNA sequencing indicated that there was one single nucleotide mutation (T→C) in the exon 4 (109bp), one (T→C) in intron 4 (46bp), one (C→T) in the exon 5 (123bp) and one (C→T) in the exon 6 (81bp) of the alpha-amylase gene. The four mutations did not cause any amino acid changes and were silence mutations.The genetic diversity indexes of Ne, He and PIC in A4, A5 and A6 were: 1.632/1.991/1.784, 0.387/0.498/0.439 and 0.387/0.374/0.343 respectively. Three loci of AMY gene were all moderate polymorphic.2. Relationships between genetic variation of AMY gene and growth traits in Litopenaeus vannameiLeast square was applied to analyze the correlation of different genotypes and the growth traits. The different genotypes showed significant differences in frowth traits.The TT and CC genotypes of A4 locus showed significantly greater average in body length, carapace width, first abdominal segment length and the last abdominal segment length compared to the genotype CT (P<0.05). The three genotypes showed significant differences in body weight, carapace length (P<0.05).The three genotypes of A5 locus showed significant differences in body weight (P<0.05). The CC genotypes of A5 locus showed significantly greater average in body length, carapace length, carapace width, first abdominal segment length and the last

abdominal segment length compared to the genotype TT (P<0.05).The AA genotype of A6 locus showed significant differences in body weight, carapace length, and carapace width compared to the genotype AB (P<0.05). The AA and BB genotypes showed significant differences in body length, first abdominal segment length and the last abdominal segment length compared to the genotype AB (P<0.05).3. Polymorphisms of CTSL gene in Litopenaeus vannameiThe varations of five loci (C2-C6) in CTSL gene were analysised. These loci contain exon 2, exon 3, exon 4, exon 5 and exon 6 of CTSL gene.The results showed that the products amplified by primer C6 displayed polymorphisms, and there were three genotypes for C6. The results of DNA sequencing indicated that there was one single nucleotide mutation (C →T) in the exon 6 (92bp). The mutation did not cause amino acid changes and was silence mutations.The genetic diversity indexes of Ne, He and PIC in C6 were: 1.726, 0.421 and 0.332 respectively. The loci of CTSL gene was moderate polymorphic.4. Relationships between genetic variation of CTSL gene and growth traits in Litopenaeus vannameiLeast square was applied to analyze the correlation of different genotypes of C6 locus and the growth traits. The different genotypes of C6 locus showed significant differences in frowth traits. Overall, the CC

genotype showed greater average in all these growth traits than CT, than TT genotype. The CC and CT genotype of C6 locus showed significant greater average in body weight, body weight, first abdominal segment length and the last abdominal segment length compared to the genotype TT (P<0.05). The CC genotype showed significant greater average in the other growth traits compared to CT and TT genotypes (P<0.05).It implied that the AMY and CTSL gene could have major effect on the growth traits of Litopenaeus vannamei, and could be used as the genes that significantly affect the growth traits in Litopenaeus vannamei, and these molecular genetic markers may be applied for Litopenaeus vannamei breeding. 【关键词】凡纳滨对虾 AMY 基因 CTSL 基因 多态性 生长性状 【英文关键词】Litopenaeus vannamei CTSL gene polymorphisms AMY gene

growth traits

【目录】凡纳滨对虾 AMY、CTSL 基因 SNPs 及其与生长性状的关 联分析 12-22 摘要 6-8 ABSTRACT 8-9 12-13 第一章 文献综述 1.1.1 凡纳滨

1.1 凡纳滨对虾研究概况

对虾生物学特征 12 12-13

1.1.2 凡纳滨对虾选育概况 1.2

1.1.3 凡纳滨对虾分子生物学研究概况 13

分子标记在水生生物中的应用 13-17 标记研究概况 13-14

1.2.1 凡纳滨对虾分子 1.2.3

1.2.2 RFLP 14-15

RAPD 15-16

1.2.4 AFLP 16-17 17-21

1.2.5 SSCP 17

1.3

候选基因的研究进展 17-20

1.3.1 AMY 基因研究进展 20-21 1.4 本研究的

1.3.2 CTSL 基因研究进展

目的和意义 21-22 关联分析 22-41 22 27-28

第二章 AMY 基因多态性及其与生长性状的 2.1 材料方法 22-28 2.1.1 试验材料

2.1.2 试验方法 22-27 2.2 结果与分析 28-39

2.1.3 数据统计与分析 2.2.1 凡纳滨对虾基因

组 DNA 检测 28 28-33

2.2.2 AMY 基因多态性检测 2.2.4 AMY

2.2.3 AMY 基因多态序列分析 33-35

基因多态位点的遗传结构分析 35-37 与生长性状的相关分析 37-39

2.2.5 AMY 基因多态性 2.3.1 2.3.2 第三章 3.1 材料

2.3 讨论 39-41

凡纳滨对虾 AMY 基因多态性群体遗传结构分析 39-40 凡纳滨对虾 AMY 基因多态性对生长性状的影响 40-41 CTSL 基因多态性及其与生长性状的关联分析 41-48 方法 41 41 41-46 3.1.1 试验材料 41 3.1.3 数据统计及分析 41 3.1.2 试验方法 3.2 结果与分析

3.2.1 凡纳滨对虾基因组 DNA 检测 41 41-44

3.2.2

CTSL 基因多态性检测 44-45 45 45-46

3.2.3 CTSL 基因多态序列分析

3.2.4 CTSL 基因多态位点的遗传结构分析 3.2.5 CTSL 基因多态性与生长性状的相关分析 3.3 讨论 46-48 3.3.1 凡纳滨对虾 CTSL 基因多 3.3.2 凡纳滨对虾 CTSL 基因多

态性群体遗传结构分析 46-47

态性对生长性状的影响 47-48 48-49 49-55 4.1 结论 48 附录 55-61

第四章 结论与创新点 4.2 创新点 48-49 致谢 61-62 参考文献 62

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