凡纳滨对虾分子标记的开发及其在遗传育种中的应用

IOCAS-IR > 实验海洋生物学重点实验室

	凡纳滨对虾分子标记的开发及其在遗传育种中的应用
	于洋
学位类型	博士
导师	李富花 ; 相建海
	2014-05
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位专业	海洋生物学
关键词	二代测序分子标记高密度遗传连锁图谱 Qtl 凡纳滨对虾
其他摘要	凡纳滨对虾的遗传育种是推动产业发展的重要基础，传统的选育方法在过去的二十多年中取得了丰硕的成果，但是传统选育面临的选育周期长、效率低、复杂性状选择效果差等问题制约着遗传育种的进展速度。随着分子标记技术的发展和成熟，分子标记在遗传选育中的应用越来越广泛，利用分子标记辅助育种可以显著地加快选育的进程。本论文采用高通量方法批量开发了凡纳滨对虾的SNP和微卫星标记，并使用分子标记技术解决遗传育种中的一些实际问题；构建了凡纳滨对虾的高密度遗传连锁图谱并对重要经济性状的分子标记进行了定位。该研究为凡纳滨对虾的标记辅助选育和全基因组选择育种提供了重要的基础。本论文的主要进展如下： 1. 建立了从高通量二代测序的凡纳滨对虾转录组数据中开发SNP的方法，成功开发凡纳滨对虾SNP标记 96,040个，并分析了SNP在对虾中的分布特征。结果表明：凡纳滨对虾转录组SNP出现的频率为0.21%，其中SNP发生转换和颠换的比率为2.0:1；在所挖掘的SNPs中， 5,242个为非同义SNP， 29,129为同义SNP，23,422个位于UTR区域；实验验证结果表明，此方法发掘的SNP位点具有较高的准确率。这些SNPs的挖掘,可以为后续高密度遗传连锁图谱构建和全基因组关联分析提供重要基础。 2. 利用凡纳滨对虾的基因组和转录组测序数据挖掘了大量微卫星序列。分析发现对虾基因组和转录组中微卫星出现的频率较高，转录组为17%，基因组中达77%；通过混池分型的方法对部分微卫星标记的多态性进行了分析，显示基因组发掘的微卫星多态性较转录组发掘的微卫星多态性高。本研究为后续使用微卫星标记进行遗传学研究奠定了良好基础。 3. 建立了利用微卫星标记对凡纳滨对虾家系进行鉴定的多重PCR体系，通过两次PCR扩增，就可以成功实现对家系的鉴定。使用该体系对8个具有不同亲缘关系的家系进行了鉴定，发现即使对亲缘关系较近的家系也能很好地进行鉴别，平均鉴定准确率达98%。该方法实现了凡纳滨对虾快速高效的家系鉴定，为在遗传选育中使用分子标记进行家系鉴定提供了方法基础。 4. 发展了一套使用微卫星和线粒体控制区标记对累代选育的对虾新品种进行鉴定的方法，利用5个微卫星标记的分型信息和线粒体控制区单倍型的信息，可以成功地对凡纳滨对虾“科海1号”新品种进行鉴定，鉴定准确率达到了89%，该方法也为其他选育品种的鉴定提供了参考。 5.成功构建了凡纳滨对虾高密度遗传连锁图谱，雌雄图谱均包含44个连锁群，与凡纳滨对虾单倍体染色体数目一致，其中雌性图谱包含4,396个标记，总图距为5,657.42 cM，标记间平均图距为1.29 cM；雄性图谱包含标记4,201个，总图距6,143.95 cM，标记间平均图距1.46 cM，利用图谱整合的方法构建了雌雄图谱的整合图谱，共包含标记6,146个，44个连锁群，总图距4,271.43 cM，标记间平均图距0.7 cM。利用构建的图谱数据分析了雌雄个体重组率的差异，发现在凡纳滨对虾中雌雄图谱重组率比值为1:1.06，无显著差异，但是不同连锁群的重组率差异较大。该高密度图谱的构建将为后续进行对虾重要经济性状的QTL定位、分子标记辅助选育、比较基因组学研究和辅助基因组组装提供帮助。 6.分别使用连锁分析和关联分析的方法对凡纳滨对虾生长和性别的QTL位点进行了定位。对于生长性状，通过连锁分析定位到生长的分子标记位点若干，分布于6个不同的连锁群上，通过全基因组关联分析定位到体长相关的三个分子标记，体重相关的两个分子标记和第三腹节宽相关的一个分子标记；对于性别，通过连锁分析的方法将性别标记定位到18号连锁群上，定位的区段包含大量的分子标记，同时利用已有的测序数据通过BSA方法对性别相关标记进行了发掘，获得若干性别相关的标记，进一步通过实验证实了两种方法获得的标记为性别连锁或相关标记, 这些标记在雌性个体中为杂合基因型，在雄性个体中为纯和基因型，提示对虾的性别决定方式为ZW/ZZ型，本研究为进一步发掘对虾性别相关基因提供了重要参考。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/18106
专题	实验海洋生物学重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	于洋. 凡纳滨对虾分子标记的开发及其在遗传育种中的应用[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.

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凡纳滨对虾分子标记的开发及其在遗传育种中（3711KB）			限制开放	CC BY-NC-SA	浏览