多態(tài)性微衛(wèi)星引物的篩選結(jié)果
經(jīng)過PCR擴(kuò)增、聚丙烯酰胺電泳和硝酸銀染色,單態(tài)的標(biāo)記有17個;多態(tài)性的標(biāo)記有53個,其中適合進(jìn)行微衛(wèi)星多態(tài)性分析的有21對,其余33對引物多態(tài)性太低而未被采用。圖19為Pot54位點(diǎn)在三疣梭子蟹30個個體中擴(kuò)增得到的電泳圖譜的聚丙烯酰胺凝膠電泳圖。
圖19 Pot54位點(diǎn)在三疣梭子蟹30個個體中擴(kuò)增得到的電泳圖譜的聚丙烯酰胺凝膠電泳圖
在微衛(wèi)星標(biāo)記的引物設(shè)計中微衛(wèi)星序列的選取是非常重要和關(guān)鍵的。微衛(wèi)星的核心序列有各種各樣的類型,關(guān)于何種類型核心序列的微衛(wèi)星篩選出微衛(wèi)星標(biāo)記的的可能性較大,一直以來眾說紛紜。張?zhí)鞎r等(2004)對各種類型核心序列進(jìn)行了部分研究。結(jié)果表明,在擴(kuò)增出PCR產(chǎn)物中的微衛(wèi)星引物中,多態(tài)性的比例相對來說還是比較高的。篩選出的微衛(wèi)星標(biāo)記的核心序列是2個堿基、3個堿基或4個堿基為基本重復(fù)單位的序列,這與Pongsomboond等(2000)和Xu等(2001)斑節(jié)對蝦(P.monodon)中以三堿基和四堿基為基本重復(fù)序列的微衛(wèi)星標(biāo)記篩選效果較好的結(jié)果相符。同樣,在本實驗中,21對微衛(wèi)星引物的核心序列以2個堿基、3個堿基為基本重復(fù)單位的序列,21個微衛(wèi)星位點(diǎn)的雜合度、多臺信息含量均很高,顯示出豐富的多態(tài)性,實驗結(jié)果與以上研究成果相符合。
在微衛(wèi)星核心序列的重復(fù)次數(shù)方面,Weber(1990)認(rèn)為,只有在雙堿基重復(fù)序列次數(shù)大于12次時,微衛(wèi)星標(biāo)記才有可能表現(xiàn)出較高PIC值,才可以進(jìn)行相應(yīng)的多態(tài)性分析。如位點(diǎn)Pot46和位點(diǎn)Pot47,以(GA)為基本重復(fù)單位,最多重復(fù)次數(shù)只有8次,所以等位基因數(shù)目少,分別為3個和9個,雜合度和PIC值也偏低。Xu等曾在斑節(jié)對蝦進(jìn)行微衛(wèi)星引物設(shè)計,最后的結(jié)果也表明,凡是核心序列重復(fù)次數(shù)較少的微衛(wèi)星標(biāo)記,其結(jié)果或單太或等位基因數(shù)目非常少,PIC值也偏低。因此在選用的微衛(wèi)星序列的核心序列的重復(fù)次數(shù)上應(yīng)在一個較高的水平上,避免出現(xiàn)由于微衛(wèi)星核心序列過短,造成微衛(wèi)星標(biāo)記篩選中多態(tài)性引物比較低而造成浪費(fèi)。
利用微衛(wèi)星引物對三疣梭子蟹海州灣群體30個個體進(jìn)行遺傳多樣性分析。對每一個微衛(wèi)星位點(diǎn)的等位基因數(shù)目(其中純合個體的等位基因出現(xiàn)兩次計算)進(jìn)行統(tǒng)計。根據(jù)各個微衛(wèi)星位點(diǎn)各種基因型頻率計算其觀察雜合度,根據(jù)各個微衛(wèi)星位點(diǎn)的等位基因頻率,分別計算它們的期望雜合度和多態(tài)信息含量(PIC),計算結(jié)果列于表12。
表12 三疣梭子蟹21對微衛(wèi)星引物退火溫度及其評價
續(xù)表
注:*表示嚴(yán)重偏離哈迪-溫伯格平衡的位點(diǎn)
從表中可以看出,在三疣梭子蟹30個樣本的21個微衛(wèi)星位點(diǎn)中,統(tǒng)計21個位點(diǎn)共獲得了188個等位基因,平均每個位點(diǎn)擴(kuò)增得到8.9個等位基因。不同引物獲得的等位基因數(shù)差異較大,從3~13個不等,其中Pot8、Pot37、Pot48、Pot53、Pot54、Pot66等6個位點(diǎn)分別獲得了11、12、12、11、13、11個等位基因,而Pot46只獲得了3個等位基因,等位基因的大小在131~312 bp,基本上符合引物設(shè)計時理論產(chǎn)物長度。期望雜合度的范圍從0.716到0.913,表明它們都有較高的雜合度。PIC值從0.6.9 ~ 0.889,21個位點(diǎn)的PIC值高于0.5,表明這些微衛(wèi)星位點(diǎn)在三疣梭子蟹中均具有較高的信息含量。位點(diǎn)Pot66的觀察雜合度與期望值有較大的出入,其他微衛(wèi)星位點(diǎn)的這兩值均基本相符。
在篩選出來的21對引物中,5對引物分別在3個個體中未擴(kuò)增出譜帶。這可能是因為在該位點(diǎn)上出現(xiàn)了無效等位基因(null allele)所引起的。無效等位基因的出現(xiàn)是因群體中個別個體引物結(jié)合位點(diǎn)的堿基出現(xiàn)缺失、突變或插入,在進(jìn)行PCR擴(kuò)增時引物與模版DNA無法結(jié)合,從而不能擴(kuò)增目的片段。Ardren(1999)和李莉(2003)分別在虹鱒(S. gairdneri)和長牡蠣(O. gigas)的微衛(wèi)星遺傳標(biāo)記中發(fā)現(xiàn)過無效等位基因。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)7個座位的觀測雜合度和期望雜合度存在較大差異,經(jīng)哈迪-溫伯格平衡檢驗,是由于雜合子的嚴(yán)重缺乏(P , 0.005表中*所示)造成的。相關(guān)分析指出雜合子缺失大多由于無效等位基因引起。由于微衛(wèi)星序列點(diǎn)突變頻率(1022~1025)和復(fù)制滑脫頻率(1023~1024)很高,無效等位基因存在包括哺乳類、魚類、甲殼類在內(nèi)的許多生物中。所以在種群研究中,如果無效等位基因存在而不被考慮,就會導(dǎo)致群體中純合子過?;螂s合子缺失的現(xiàn)象,從而出現(xiàn)觀測雜合度與期望雜合度偏離的現(xiàn)象。
遺傳標(biāo)記的多態(tài)性程度及其應(yīng)用價值一般可用雜合度(H)、多態(tài)信息含量(PIC)、個體識別力(DP)和非父排除率(PPE)來衡量。根據(jù)Bostein等(1980)提出的衡量基因變異程度高低的多態(tài)信息含量指標(biāo),當(dāng)PIC . 0.5時,該基因座為高度多態(tài)基因座;當(dāng)0.25 , PIC , 0.5時,為中度多態(tài)基因座;當(dāng)PIC , 0.25時,則為低度多態(tài)基因座。本實驗結(jié)果顯示21個微衛(wèi)星位點(diǎn)多態(tài)信息含量PIC . 0.5,為高度多態(tài)性,在三疣梭子蟹群體遺傳學(xué)研究中能提供確切的遺傳信息。
本實驗21個微衛(wèi)星標(biāo)記在30個樣本中觀測到3 ~?13個等位基因,而與Pongsomboond等(2000)和Xu等(2001)在斑節(jié)對蝦中篩選得到多態(tài)性最高的微衛(wèi)星標(biāo)記,其等位基因最多分別達(dá)到29和25個,大大高出本研究中所得到的最大等位基因數(shù),可能是聚丙烯酰胺電泳以及在微衛(wèi)星位點(diǎn)的等位基因統(tǒng)計中出現(xiàn)的偏差對分析微衛(wèi)星電泳結(jié)果可能有局限性。由于微衛(wèi)星的較強(qiáng)多態(tài)性,常常使得兩條電泳帶(等位基因)之間僅僅只有幾個堿基的差別,反映在電泳膠上可能非常近,在區(qū)分兩條帶時很可能造成誤判,將兩條非常近的帶認(rèn)為是1條。因此,建議使用測序儀的毛細(xì)管電泳結(jié)合熒光標(biāo)記再利用其中的Genescan功能進(jìn)行分析。
SSR標(biāo)記在不同的群體中存在差異,有的等位基因為個別群體所特有,可作為群體遺傳差異的特異帶(王杰等,2006)。Barker(1994)研究指出,在利用SSR標(biāo)記進(jìn)行遺傳距離分析時,要求SSR標(biāo)記的等位基因數(shù)不少于4個,少于4個或沒有擴(kuò)增條帶的SSR標(biāo)記應(yīng)該排除?;谶@一理論,本實驗篩選出的21對引物中有20對引物的等位基因數(shù)大于4,可利用這些位點(diǎn)來進(jìn)行不同群體三疣梭子蟹的群體間遺傳距離分析。羅云等(2010)利用SSR標(biāo)記技術(shù)結(jié)合“擬測交”策略,以三疣梭子蟹萊州灣、舟山野生群體雜交產(chǎn)生的F2代家系為作圖群體,初步構(gòu)建了三疣梭子蟹雌、雄性遺傳連鎖圖譜,圖譜中遺傳標(biāo)記分布比較均勻,充分說明了SSR標(biāo)記應(yīng)用的合理性。
(作者:韓智科,劉萍,李健,高保全,陳萍)
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