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《第八届中国畜牧科技论坛论文集》2018年
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东方蜜蜂全基因组微卫星的鉴定及在多态性分子标记中的应用

刘璐  秦明珠  杨林  宋珍珍  罗丽  鲍红英  马振刚  周泽扬  许金山  
【摘要】:蜜蜂(Apis)作为一种重要的经济昆虫,其特有的传花授粉能力,对于提高授粉植物的果实产量、改善果实的质量、增强授粉植物种子后代的生命力和抵抗不良环境及病虫害都起着重要的作用。现在公认的蜜蜂有9个种,蜜蜂在生态平衡以及生物多样性中扮演着不可或缺的角色。近年来随着科学技术的发展,微卫星已成为第二代分子标记,目前,已广泛应用于蜜蜂DNA指纹和品种鉴定、疾病检测、种质资源保存和利用、系谱分析和标记辅助育种、基因定位和QTLs分析、连锁和遗传网谱分析。西方蜜蜂微卫星方面的研究比较深入,西方蜜蜂中可作为分子标记的微卫星已被筛选出,并已经用于构建其遗传图谱或遗传多样性的研究。但是,基于东方蜜蜂基因组设计的微卫星分子标记的报道很少,随着最近东方蜜蜂韩国株全基因组序列的公布,本研究首次对其全基因组中的微卫星进行鉴定,并和西方蜜蜂(Apis mellifera)作比较,通过聚合酶链式反应和聚丙烯酰胺凝胶电泳,筛选出具有多态性的可用于分子标记的微卫星引物,为中华蜜蜂遗传多样性的研究提供分子标记。(1)东方蜜蜂与西方蜜蜂全基因微卫星的比较在东方蜜蜂韩国株的全基因组中共鉴定到209991个SSR,单核苷酸类型的SSR的数目二核苷酸三核苷酸四核甘酸五核苷酸六核苷酸。通过东方蜜蜂和西方蜜蜂基因组中微卫星的比较发现,西蜂中微卫星的总数多于东蜂,在5′UTR、CDS和内含子区域所含微卫星的数目,西方蜜蜂均多于东方蜜蜂;而且在基因的这些区域微卫星的密度都是西蜂高于东蜂,除了CDS区域。通过对5′UTR和CDS区域有微卫星分布的基因进行了GO注释,在东方蜜蜂5′UTR区域,蛋白靶标和移动两个基因中存在微卫星,而在西方蜜蜂这两个基因中无微卫星。在东蜂的CDS区域、死亡、抗氧化和翻译调节活性的基因中含有微卫星,而西蜂中无。西蜂的CDS区域突触、突触部分、病毒、病毒部分和生长的基因都含有微卫星,而东蜂中无。(2)东方蜜蜂与西方蜜蜂转录组微卫星的比较对获得的东方蜜蜂的六个组织和西方蜜蜂三个组织转录组的数据进行微卫星鉴定,在东方蜜蜂触角ESTs中鉴定出24975个SSRs,大脑ESTs中鉴定出32847个SSRs,王浆腺ESTs中鉴定出13038个SSRs,毒腺ESTs中鉴定出47013个SSRs,脂肪体ESTs中鉴定出71641个SSRs,肠道ESTs中鉴定出70043个SSRs;西方蜜蜂触角、大脑、王浆腺ESTs中鉴定出的微卫星数目分别为59912、36977、13241个SSRs。通过对东方蜜蜂和西方蜜蜂转录组中微卫星的比较,发现在西方蜜蜂各组织转录组中微卫星数目均多于东方蜜蜂,西蜂王浆腺ESTs中五核苷酸AAAAG/CTTTT,ACGAG/CGTCT和六核甘酸AAATAT/ATATTT的数目明显比东方蜜蜂王浆腺ESTs的多;调取含有这些微卫星的基因并用blast2go软件对其功能进行注释,发现东、西蜂中,含有AA八AG/CTTTT和ACGAG/CGTC微卫星类型的基因功能是相同的,而含AAATAT/ATATTT类型的微卫星的基因在西蜂中的注释为丝氨酸苏氨酸蛋白激酶,但在东方蜜蜂中含有该微卫星类型的基因注释为未知功能蛋白。(3)多态性微卫星引物的筛选基于前期对东方蜜蜂韩国株微卫星的鉴定比较和分析,通过使用QDD软件设计了17000条特异性微卫星引物,将电子扩增产物序列与已报道的东方蜜蜂泰国株和日本株基因组序列进行同源性比对,通过评价两两序列之间的插入与缺失情况,获得218条潜在的在三个株系中,具有多态性的微卫星引物。通过收集重庆地区的139群中华蜜蜂样本进行聚合酶链式反应,成功筛选到5条具有多态性的微卫星引物,可为重庆中华蜜蜂遗传多样性分析提供潜在分子标记。
【作者单位】:重庆师范大学生命科学学院
【分类号】:S891

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