中间球海胆与光棘球海胆的杂交及分子遗传学研究
本文以中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)、光棘球海胆(s.nudus)及其杂交的F<,1>代为材料，通过分子标记、构建遗传连锁图谱及基因表达差异等分子遗传学技术对两种海胆杂交产生的包括杂交优势在内的遗传变异进行了相关的研究，为海胆杂交育种提供了遗传学依据。
主要内容包括：
1杂交海胆的分子鉴定及生物学性状特征。
1．1从24对SSR引物中筛选出一对，能对父母本和杂交种的基因组DNA进行有效扩增，并且扩增条带清晰稳定。利用杂交海胆中同时拥有父母本的互补带型，对杂交海胆进行了分子鉴定。
1.2杂交海胆的外部形态特征介于双亲之间，正反交的F．代壳色、棘色等形态特征接近，都有两种表型(一种壳为紫褐色，棘发白、尖部略紫；另一种壳和棘均为紫色)，并且两种表型所占比例不同，壳径在lcm左右时正交F<,1>代(中间球海胆♂×光棘球海胆♂)中为74.O％和26.0％，反交F．代(光棘球海胆♀×中间球海胆♂)中各占68.1％和31.9％；壳径3cm左右时正交F<,1>代为77.2％和22.8％，反交F<,1>代各占70.5％和29.5[％]。交F,,1>代的生殖腺重、壳径、体重等平均值都比母本具有不同程度的优势，有的时间达到显著水平。有近10％的杂种生殖腺颜色不如母本鲜艳。
2杂交海胆(中间球海胆♀×光棘球海胆♂)群体多样性的AFLP分析及AFLP标记与数量性状的相关性分析。
2．1对光棘球海胆(NU)、中间球海胆(IN)及其杂交的F<,1>代(中间球海胆♀×光棘球海胆♂)(HYb，HYc两种表型)3个群体进行了AFLP分析，并根据遗传距离进行了个体聚类分析。结果表明：3个群体的多态位点比例分别是：81.99％，80.51％和95.95％。香农多样性指数分别为：0.2331±0.1273，0.2005±0.1385和0.2625±0.1067。遗传相似度分别为：O.6876±0.0523，0.6501±0.0548和0．6552±0.0553。分子方差分析(AMOVA)分析结果表明，变异来源有25.39[％]来自群体间，有74.6l％来自群体内。尽管杂交海胆在表型上可以明显分成两种类型，但是通过AFLP统计的遗传距离进行的个体聚类却聚在一起，不能分成两个群体。
2.2对杂交海胆的生殖腺、壳径、体重、棘长等数量性状与AFLP标汜进行的相关性分析结果表明：在4对引物产生的标记中，18个标记与生殖腺重量相关显著，3个相关极显著，最高贡献率为17.16％；21个标记与壳径相关显著，5个相关极显著，最高贡献率达到19.82％；17个标记与体重相关显著，6个相关极显著，最高贡献率达到18.31％；9个标记与棘长相关显著。其中有多个标记与同一性状相关，标记中的多数也同时与几个性状相关。
3初步构建了光棘球海胆与中间球海胆的遗传连锁图谱。利用42对引物组合及1对单对杂交的父母本个体和F．代的60个个体通过“双假测交”策略，构建了光棘球海胆(♀)和中间球海胆(♂)的遗传连锁图谱。光棘球海胆包括24个连锁群，194个AFLP标记，标记间平均间隔17.1cM，覆盖基因组总长度2988．3cM；中间球海胆包括23个连锁群，199个AFLP标记，平均问隔15.4cM，总长度2614．8cM。
4光棘球海胆的主要卵黄蛋白MYP(major yolk protein)cDNA全序列的克隆和分析及MYP基因在中间球海胆和杂交F1，代(中间球海胆♀×光棘球海胆♂)生殖腺不同发育时期的转录表达差异。
4．1光棘球海胆的MYP cDNA全长4047 bp，编码1349个氨基酸。序列比对结果表明，MYP的3个区域(133—474；490—658；941一1089)表现出与脊椎动物铁传递蛋白的保守结构域同源。MYP中的半胱氨酸在20个位置与铁传递蛋白相一致。说明MYP是铁输送蛋白，这与其它动物的卵黄蛋白是不同的。同时通过MYP cDNA序列分析了8种海胆的进化关系，光棘球海胆与红海胆的遗传距离最近，为0.069±0.01，与同科的马粪海胆、紫球海胆、中间球海胆的遗传距离分别是0.095±0.012、0.098±0.011和0.10l±0.012。与白棘三列海胆、拟球海胆及绿海胆的遗传距离分别为0.216±0.017、0.218±0.018和0.535±0.028。
4．2 Real time RT—F'CR结果表明：MYP基因在海胆雌雄个体生殖腺中转录水平上的表达差异不明显。MYP基因在中间球海胆生殖腺发育的4个时期的表达呈快速的下降趋势，而在杂交海胆呈缓慢下降的趋势。在生殖腺的4个发育期中，中间球海胆的雌雄个体的MYP基因的表达量(以18S rRNA为标准)分别从44．55％和41.17％下降到9.59％和1.83％；杂交海胆的雌雄个体分别从37.66％和36.66％下降到19.22％和12.55％。说明MYP基因的转录表达量可能与杂交后生殖腺产生的变异密切相关。
中间球海胆;光棘球海胆;遗传连锁图谱
中国海洋大学
博士
海洋生物
包振民
2006
中文
Q959.268.3
143
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）