长牡蛎品质性状和盐度适应的遗传基础研究
长牡蛎（ Crassostrea gigas ），俗称太平洋牡蛎，做为一种重要的经济贝类，在我国及世界范围内被广泛养殖。牡蛎肉中含有丰富的糖原、牛磺酸及其他游离氨基酸（Free amino acids, FAAs），营养丰富，肉味鲜美。但是我国牡蛎人工养殖过程中的遗传管理不善，对种质结构造成一定的负面影响，继而也影响了生产性性状，如大规模死亡频繁发生，产品品质不断下降。这是导致牡蛎养殖产业整体经济效益长期在低位徘徊的重要原因之一。另外，牡蛎生活在潮间带，潮间带环境潮水涨落交替，受降雨和陆地环境影响大，是海洋温盐变化最大的环境类型。虽然牡蛎已进化出了一套自己的环境适应机制，可以适应潮间带复杂多变...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Format: | Other/Unknown Material |
| Language: | Chinese |
| Published: |
2015
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| Subjects: | |
| Online Access: | http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/23247 |
| Summary: | 长牡蛎（ Crassostrea gigas ），俗称太平洋牡蛎，做为一种重要的经济贝类，在我国及世界范围内被广泛养殖。牡蛎肉中含有丰富的糖原、牛磺酸及其他游离氨基酸（Free amino acids, FAAs），营养丰富，肉味鲜美。但是我国牡蛎人工养殖过程中的遗传管理不善，对种质结构造成一定的负面影响，继而也影响了生产性性状，如大规模死亡频繁发生，产品品质不断下降。这是导致牡蛎养殖产业整体经济效益长期在低位徘徊的重要原因之一。另外，牡蛎生活在潮间带，潮间带环境潮水涨落交替，受降雨和陆地环境影响大，是海洋温盐变化最大的环境类型。虽然牡蛎已进化出了一套自己的环境适应机制，可以适应潮间带复杂多变的环境，具有广温、广盐性等生物学特征，但在夏季若逢久旱无雨，海水温度和盐度都会处于较高的状态，处于此环境中的牡蛎就会因抵抗力下降而爆发多种疾病，从而造成大规模死亡，对经济带来损失。因此，对牡蛎的品质性状及抗性性状育种研究成为迫切需求。然而传统的育种方法周期长、效率低，与之相比，后来发展起来的分子标记辅助选择方法可以大大的缩短育种年限，提高育种效率，并且可以定向的进行选择，目标明确。 本研究选定牡蛎糖原和游离氨基酸含量及盐度适应为目标性状，分别利用长牡蛎自然群体和人工群体进行关联分析，鉴定出与牡蛎糖原和游离氨基酸含量以及盐度适应相关的分子标记和基因，以期解析长牡蛎高糖原含量、高游离氨基酸含量和盐度适应的分子机制，从而进一步推动牡蛎品质性状和抗性性状育种研究。本研究的主要内容及结果和结论如下： 1. 长牡蛎糖原含量的遗传基础 利用一个野生长牡蛎群体（JN）进行候选基因关联分析，并在另外一个独立群体（STG）中利用目标基因重测序和mRNA表达分析的方法对分析结果进行了进一步的验证。通过HRM分析，在90个糖原含量相关候选基因中验证了295个SNPs，其中86个在JN群体144个个体中成功分型。另外，通过目标基因重测序，在STG群体64个个体中获得732个高质量的SNPs并成功分型。通过关联分析鉴定出位于糖原脱支酶（ Cg_GD1 ）上的两个SNPs（Cg_SNP_TY202 和Cg_SNP_3021）和位于糖原磷酸化酶（ Cg_GP1 ）上的一个SNP（Cg_SNP_4）与糖原含量相关联。在Cg_SNP_TY202基因型为TT或TC的个体糖原含量显著高于基因型为CC的个体，且两个糖原含量相关基因在高糖原含量组和低糖原含量组中表达产生分化。 2. 长牡蛎游离氨基酸含量的遗传基础 利用一个野生长牡蛎群体（JN）进行候选基因关联分析，并在另外一个独立群体（STG）中对关联分析结果进行了进一步的验证。通过对氨基酸代谢通路的总结整理，筛选出代谢通路上的30个关键基因做为关联分析的候选基因。利用HRM分析的方法，对候选基因进行多态性的研究。结果在30个游离氨基酸含量相关候选基因中验证了30个SNPs，其中12个在JN群体72个个体中成功分型。通过关联分析鉴定出位于谷氨酸脱氢酶 Cg_GluDe （CGI_10017227）上的SNP位点Cg_SNP_AA41（R(A/G)）与甘氨酸含量显著关联，且该结论在独立群体STG中得到了验证。 3. 长牡蛎盐度适应的遗传基础 利用性状分化的（适应不同盐度）实验群体进行全基因组关联分析，寻找与长牡蛎盐度适应相关的基因和SNPs。对实验群体进行全基因组重测序及表达谱测序分析，在全基因组范围内检测SNPs和组间差异表达基因，结合SNP等位基因频率分析、群体分化指数（ F ST ）分析和表达谱分析三种分析方法鉴定目标性状相关位点。 通过对低盐组和对照组的分析，得出可能与长牡蛎低盐适相关的基因集。共24个基因，分为六大类：离子通道/水通道蛋白、转运蛋白、FAA代谢相关基因、抗氧化相关基因、免疫相关基因和化学防御相关基因。其中有氯离子通道蛋白(Chloride channel protein 7)、钾离子电压门控通道蛋白 (Potassium voltage-gated channel protein)、牛磺酸转运蛋白 (Taurine transporter)、凋亡抑制因子 (Apoptosis inhibitor) 等基因。这些基因在组间分化较大，可能在长牡蛎低盐适应过程中起重要作用。 通过对高盐组和对照组的分析，得出可能与长牡蛎高盐适相关的基因集，并且富集到了与长牡蛎生长发育调控相关的生物过程 (positive regulation of developmental process, P＜0.05)。富集到的基因集中，基因功能主要集中在转录调控和信号转导两个方面，其次是免疫反应和应激反应，最后是细胞间的相互作用以及细胞生长和分化。其中钙调蛋白 (Calmodulin) 和血凝素 (Ficolin-2) 在群体间分化程度较大，可能在长牡蛎高盐适应过程中起重要作用。 ... |
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