斑节对虾生长性状相关基因克隆及其SNP位点的筛选与验证

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:fossi
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斑节对虾(Penaeus monodon)是对虾中体型最大、经济价值较高的海水养殖品种,为当前世界三大养殖虾类之一,也是我国传统养殖虾类中优质的对虾品种。我国已培育有生长快的“南海1号”新品种和多个优良性状的新品系,但面对我国养殖区域环境差异大,对虾品种多样性要求高的现状,继续推进斑节对虾的遗传育种研究,开展选育技术的创新和持续的良种选育,是对虾养殖业健康持续发展的有利保证。斑节对虾的头胸甲长、腹节长、体长和体质量等生长性状是影响斑节对虾质量和产量的重要经济性状。应用分子遗传标记,对斑节对虾生长性状的遗传基础进行解析,找到与优良生长性状关联的标记或基因,是斑节对虾遗传选育与品种改良研究的重要内容。本论文根据斑节对虾cDNA文库的EST序列,利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆斑节对虾组织蛋白酶L基因、胰蛋白酶基因、α淀粉酶基因;通过RT-PCR检测基因在斑节对虾各组织中的分布,以及在卵巢发育各期或各生长阶段的表达特征,探究这些基因在斑节对虾中的表达调控机制和功能。通过在四个野生群体中的重测序筛选SNP,采用SnaPshot技术对候选SNP位点分型检测,将基因型结果和生长性状进行关联分析,旨在找到与生长性状相关的SNP标记应用于标记辅助选择,加快斑节对虾遗传改良和新品种选育进程。主要研究结果如下:(1)斑节对虾Cat L基因克隆、表达分析及与生长性状相关SNP位点的筛选。克隆获得Cat L基因的cDNA全长为1850 bp,命名PmCatL(GenBank:KP998481)。包括28 bp的5’端非编码区(Untranslated Region,UTR),796 bp的3’端非编码区和1026 bp的开放阅读框(Open reading frame,ORF)。编码341个氨基酸序列,包括信号肽、前体域和成熟域三部分。PmCatL在各组织中普遍表达,淋巴中相对表达量最高,肝胰腺次之。PmCatL在仔虾中的表达量显著高于幼虾、成虾期(P<0.05),表明PmCatL与斑节对虾的生长发育相关。PmCatL在卵巢发育各期中的显著性差异,初步表明PmCat L基因参与了斑节对虾的卵巢发育,可能在卵母细胞增殖和卵子发生过程中发挥重要作用。筛选获得42个SNP位点,外显子14个,内含子上28个。SNP位点与生长性状关联性分析,结果显示PmCatL-E213位点GG基因型的头胸甲长、头胸甲宽、头胸甲高和体质量四个生长性状显著小于GT和TT基因型(P<0.05)。PmCatL-E784位点没有发现与生长性状明显关联。PmCatL-E820位点的TT基因型在头胸甲高、第一腹节长两个性状上与CT和CC基因型存在显著性差异(P<0.05)。(2)斑节对虾TRY基因克隆、表达分析及与生长性状相关SNP位点的筛选。斑节对虾TRY基因cDNA全长916 bp,命名PmTry(GenBank:KP998480)。编码266个氨基酸,分子量为28.38kDa,理论等电点为4.58。与其他物种TRY基因的相似性在42%~91%之间,进化树显示与凡纳滨对虾亲缘关系最近。PmTry在肝胰腺中的表达量显著高于其他组织(P<0.05)。PmTry在整个生长阶段经历了先下降后上升,随后在幼虾时期又下降,亚成虾时期再上升的表达变化,在无节幼体时期的表达量显著高于其他各期,表明PmTry是与斑节对虾的生长发育相关的基因。筛选获得8个SNP位点,候选SNP位点的关联性分析表明,位点PmTry-629没有发现与生长性状显著关联。位点PmTry-524与头胸甲长、头胸甲宽、第一腹节长和第二腹节长四个性状显著相关。PmTry-798位点在头胸甲宽性状上,AC基因型显著高于AA和CC基因型,在头胸甲高性状上AC基因型仅显著高于CC型。(3)斑节对虾AMY基因克隆、表达分析及其SNP位点的筛查。斑节对虾α-淀粉酶基因的cDNA序列全长2465 bp,命名为PmAmy,GenBank登录号为KU308415。PmAmy编码724个氨基酸,分子总量为78.9kDa,理论等电点为4.66。PmAmy在肝胰腺中的表达量显著高于其他被测组织。PmAmy在整个生长阶段都有表达,糠虾时期表达量达到峰值,显著高于其他时期。筛查获得6个SNPs位点,其中5个位点在编码区,1个处于非编码区。研究结果填补了国内对斑节对虾α-淀粉酶基因多态性研究的空白,这些SNP标记为今后开展斑节对虾α-淀粉酶基因多态性和生长性状的关联研究提供了遗传学依据。
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