安徽农业科学。Ｊｏｕｍａｌ ｏｆＡｎｈｕｉ Ａｇｎ．Ｓｃｉ．２００９。３７（１２）：５６５９—５６６０ 责任编辑王强责任校对况玲玲 微卫星标记在水产动物遗传研究方面的应用 陈万光 ，贾晓慧２（１．洛阳师范学院生命科学系，河南洛阳４７ｌ０２２；２．洛阳理工学院环境与化学工程系，河南洛阳４７１０２３） 摘要微卫星标记具有分布广、多态性高、数量丰富、等位基因检测方便等优点，在亲缘关系分析、种质资源鉴定、物种遗传多样性检测 等方面被研究者广泛采用。笔者简要介绍了微卫星标记在水产动物遗传方面的研究进展，以期为水产动物遗传研究提供参考。 关键词微卫星标记；水产动物；遗传；应用 中图分类号Ｓ１８８ 文献标识码Ａ 文章编号０５１７—６６１１（２０１３９）１２—０５６５９—０２ ２０世纪８０年代，Ｍａｒｓｈｆｉｅｌｄ医学研究基金会（Ｍａｒｓｈｆｉｅｌｄ 个，鲤鱼的微卫星分子标记２６个，鲫鱼微卫星分子标记１９ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ）的Ｊａｍｅｓ和俄勒冈健康科学大学 个，斑马鱼的微卫星分子标记７０个。陈万光等 ３ Ｊ应用微卫 （Ｏｒｅｇｏｎ Ｈｅａｌｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）的Ｗｉｓ等人分离出一种比小 星标记分析一个日本锦鲤人工养殖群体的遗传多样性，采用 卫星ＤＮＡ具有更短重复单元的ＤＮＡ序列，被称为微卫星 １２对微卫星引物，对一个日本锦鲤（Ｊａｐｏｎｅｓｅ ｋｏｉ）人工养殖群 （Ｍｉｅｒｏｓａｔｅｌｌｉｔｅ）。由于其是几个（１～６ ｂｐ）核苷酸为单位，多次 体的遗传多样性进行了检测，发现１２个微卫星位点均未达 串联重复ＮＤＡ序列，因此又被称之为简单重复序列（ｓｉ ｅ 到Ｈａｒｄｙ－Ｗｅｉｎｂｅｒｇ平衡状态，表明此群体存在明显杂合子丢 Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｒｅｐｅａｔｓ，ＳＳＲ）、简短串联重复序列（ｓｈｏｎ Ｔａｎｄｅｍ Ｒｅ． 失，在一定程度上存在遗传瓶颈，其遗传多样性呈中等水平， ｐｅａｔｓ，ｓＩＲ）或简单序列长度多态性（Ｓｉｍｐｌｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｌｅ嚼ｈ 这一研究结果对制定日本锦鲤的养殖规划有很大帮助。袁 Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，ＳＳＬＰ）＿ｌｊ。根据重复单元的构成与分布，微卫星 希平等 ｊ采用微卫星标记技术对长江流域铜鱼和圆口铜鱼 ＤＮＡ序列被分为３种类型：单一型（ｐｕｒｅ）、复合型（ｃｏｍｐｏｕｎｄ） 的遗传多样性进行研究，表明长江流域铜鱼遗传多样性较 和间断型（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ）Ｏ由于微卫星在基因组中含量丰富、分 低，长江上游圆口铜鱼遗传多样性较高，均未出现种群遗传 布均匀且具有高度多态性等优点，很快就发展为一种分子标 分化，且显示ＳＳＲ标记对圆口铜鱼群体间遗传差异的检测更 记技术，并在自然种群的许多研究中得到了广泛应用。笔者 为灵敏。杜博等 ５对皱纹盘鲍和盘鲍南方养殖群体遗传变 ５＿重点对微卫星标记技术在水产动物遗传研究中的应用进行 异的微卫星分析，发现皱纹盘鲍和盘鲍南方养殖群体遗传多 了综述，旨在为水产动物的遗传育种提供参考。 样性较高，有利于遗传选育，但与野生群体相比等位基因有 １微卫星标记的特点 所丧失。陈红珊等 Ｊ应用微卫星标记分析了中华白海豚遗 １．１含量丰富研究发现微卫星系列几乎在所有的真核细 传多样性，利用４个微卫星标记检测中华白海豚的多态信息 胞中都存在，并且大约每隔１０—５０ ｂｐ，就一定有一个微卫星 含量、杂合度和等位基因数。结果显示微卫星座位ＰＭＣ２、 存在。 ＰＭＣ４可用于中华白海豚遗传多样性水平的评估；中华白海 １．２多态性高不同分类群的物种之问，或者同一分类群 豚在所采用的４个座位中显示的遗传多样性程度不高。 的不同物种之间，微卫星的平均密度存在很大差异。例如， ２．２基因遗传图谱构建自２０世纪９ｏ年代初期以来，微卫 植物基因组中的微卫星约比动物基因组中的少５倍，鸟类基 星标记已经广泛应用于人类和一些重要模式生物连锁群的 因组中的微卫星约比人类少要少６～７倍。双核苷酸为重复 构建和物理图谱的绘制，近几年也被用于某些水产动物基因 单位的微卫星中，人和动物（ＣＡ） 含量最高，植物中则以 遗传图谱的构建。鲁翠云等 Ｊ通过用微卫星分子标记对鳙 （ＧＡ） 和（ＡＣ） 为主。 鱼基因组文库的６ ０１３０个克隆的筛选，得到阳性克隆９９个， １．３分布均匀微卫星的重复单位以１～２个核苷酸为主， 并对其进行了分析。夏军红等＿８Ｊ对斑节对虾基因组微卫星 也有一些微卫星的重复单位为３个核苷酸，极少数为≥４核 分离及其序列特征研究，采用（ＣＡ） ２、（ＡＧ）１２及（ＴＡ）１６生物素 苷酸。 标记探针及磁珠富集法构建了斑节对虾（Ｐｅｎａｅｕｓ ｍｏｎｏｄｏｎ）基 １．４检测方便微卫星标记采用了单位点ＮＤＡ指纹技术， 因组微卫星富集文库，随机挑选２５４个克隆进行ＰＣＲ筛选， 扩大了取样范围，减轻了取样工作的困难和对研究对象的影 得到５１个候选克隆（２０．１％），其中，３２个克隆来源于ｃＡ－文 响，重复性较好，检测容易、方便。 库，另１９个克隆来源于ＡＧ－文库，测序发现４８个克隆含有微 ２微卫星标记在水产动物遗传的应用 卫星重复单元，通过序列比对，最终获得４０个具有特异微卫 ２．１物种遗传多样性检测及鉴定 物种遗传多样性的丧 星序列的阳性克隆。为进一步开展斑节对虾分子育种及资 失、遗传瓶颈的产生、物种的濒危灭绝及生态环境的恶化，使 源评价分析提供了基础资料。马海涛等 ９对草鱼基因组中 物种多样性研究成为热点，并得以长足发展，微卫星标记技 微卫星分子标记的制备及筛选，采用新型的生物素一磁珠吸 术是检测和鉴定物种遗传多样性研究的有效技术。孙效文 等＿２Ｊ用斑马鱼ＳＳＬＰ标记检测了鲤鱼种间的遗传多态性，并 附微卫星富集法与传统的放射性同位素杂交法相结合的方 建立了鲤鱼的遗传连锁图谱，其中图谱有ＲＡＰＤ分子标记５６ 式，研究了草鱼（Ｃｔｅｎｏｐｈａ￣ｇｏｄｏｎ ｉｄｅＵａ）基因组中存在的微卫 星资源，从试验获得的草鱼微卫星基因组文库１ ０００个菌中， 作者简介陈万光（１９６４一），男，河南洛阳人，教授，从事水产动物遗 挑出９ｏ个阳性克隆，把其中４５个进行测序分析，在这些序列 传育种方面的研究。 含有６８个微卫星核心序列，有５５个含有重复次数大于 收稿日期２００９－０２．０６ ５次的微卫星核心序列。 ５６６０ 安徽农业科学 ２００９年 ２．３ ＤＮＡ指纹图制作微卫星也被应用于制作ＤＮＡ指纹 库，获得的２０个岩原鲤微卫星座位可以用于岩原鲤及近缘 物种的遗传多样性、种群遗传结构等的进一步研究。 ３结语 图，进行品种鉴定。白东清等¨０Ｉ用人源小卫星３３．１５和３３．６ 探针对花鲢进行了ＤＮＡ指纹的初步研究。刘占江等ｕｌ＿对适 合于鲶鱼基因组研究的ＤＮＡ指纹技术，进行了评估。张天 时等＿ｌ１２采用已发表的斑节对虾的３２＿０对微卫星引物，对部分 微卫星引物在中国对虾、凡纳对虾、１３本对虾中的通用性进 微卫星标记由于具有在基因组中广泛而随机分布、多态 性高、可重复性好、检测简便等优点，已经成为生物科学研究 中最重要的分子标记之一。除了本文介绍的水生动物种群 遗传学中的应用之外，还广泛应用于基因定位、构建遗传图 谱、遗传疾病的诊断、种质鉴定等许多领域。有胆预测， 微卫星将逐渐取代等位酶和片段长度多态性（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ Ｆｒａｇｍｅｎｔ Ｌｅｎｇｔｈ Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）ＲＦＬＰ。目前，微卫星克隆研究不 行了研究，筛选出３对引物，对３种对虾进行了遗传标记分 析，为这３个品种的鉴定建立了ＤＮＡ指纹图谱。 ２．４野生群体与人工养殖群体遗传差异Ｎａｉｓｈ等¨０ｊ在鲤 科鱼类中，分离出５个４碱基微卫星位点，且对野生型和家 养型扩增出了多态性。Ａｌｌａｎ等ｌ＿１ Ｊ从一个鲤鱼基因组文库中 分离３个微卫星位点，并据此设计引物，对ｍｓ￣ｇｏｉ的６个 科和野生型鲤鱼进行基因分型。家养群体与野生群体的特 异的遗传标记可以检测家养品系在天然水系的繁殖行为及 组成比例，防止天然基因库的遗传污染。尹绍武等－１ Ｊ对海 南近海点带石斑鱼野生和养殖群体微卫星多态分析，总体上 来看，点带石斑鱼野生群体的等位基因数、平均有效等位基 因数、多态位点比例等于养殖群体，而杂合度两个群体相当， 说明海南近海点带石斑鱼野生与养殖群体的种质资源都较 好，为保护海南近海点带石斑鱼的种质资源提供了分子水平 的依据。 ２．ｓ群体遗传结构分析及亲缘关系鉴定生物的遗传变异 主要是体内ＤＮＡ的差异造成的，由于微卫星．ＤＮＡ的孟德尔 遗传特性及共显性特征，因而可以根据微卫星位点在不同群 体中出现的等位基因频率计算杂合度、遗传距离与遗传分化 等，从而进行群体遗传结构分析和亲缘关系鉴定。胡雪松 等 ｌ６Ｊ用微卫星标记技术对我国东北不同地区的３个德国镜 鲤养殖群体遗传变异的分析，结果表明，３个养殖群体在ｌ０ 个位点上表现出较高的多态性，其中９个位点表现为高度多 态（ＰＪｃ＞Ｏ．５）；平均杂合度为０．６２９ ３；１０个位点共检测出１４４ 个等位基因；３个群体各自特有的等位基因频率普遍较低 （０．０１２ ５～０．１５０ ０），群体共有的等位基因频率相对较高。说 明３个德国镜鲤养殖群体仍保持着较高的遗传多样性，群体 间未产生明显的遗传分化。谭杰等¨ Ｊ运用微卫星ＤＮＡ技术 对仿刺参烟台群体、威海群体、大连群体的３个野生群各２０ 个个体进行了遗传分析，结果表明威海群体和大连群体之间 亲缘关系较近，烟台群体与前两群体亲缘关系较远。 ２．６濒危物种的保护和管理郑劲松等Ⅲ１ ８＿对种群数量急剧 下降的长江江豚微卫星ＤＮＡ分离进行初步研究，获得了长 江江豚的第一批物种特异性微卫星座位及其扩增引物，这些 微卫星标记将在后续的保护遗传学研究中发挥重要作用。 袁慧等【１９］对易危物种岩原鲤微卫星富集文库的构建及微卫 星分子标记的筛选方面进行研究，用磁珠富集法构建了岩原 鲤（Ｐｒｏｃｙｐｒ／ｓ Ｆａｂ￣／／ｌｄ／）ＡＣ重复和ＧＡＴＡ重复的微卫星富集文 再是一个技术创新点，微卫星标记技术的研究重点将是：利 用微卫星序列鉴定出多态性高且扩增效果好的标记；通过 ＱＴＬ（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｒａｉｔ ｌＯＣＵＳ）定位获得微卫星标记与某个性状 的紧密连锁关系，使得微卫星标记就提升为基因标记（Ｇｅｎｅ ｍａｒｋｅｒ），成为Ｉ型标记等方面。总之，随着试验技术的改进， 统计分析方法和检验手段的日趋完善，微卫星标记将会在水 生动物遗传领域以及其他研究领域中发挥更大的作用。 参考文献 ［１］Ｉ￣，７Ｙ光，张海艳．分子遗传标记在鱼类遗传研究中的应用［Ｊ］．安徽农 业科学，２Ｏ０６，３４（１７）：４３１１—４３１２． ［２］孙效文，梁利群．斑马鱼ｓｓＬＰ标记检测鲤鱼种间的遗传多态性［Ｊ］．中 国水产科学，２００１，８（２）：５—６． ［３］陈万光，崔智峰，董彬，等．应用微卫星标记分析一个日本锦鲤人工养 殖群体的遗传多样性［Ｊ］．江苏农业科学，２ｏ０８（５）：钙一５０． ［４］袁希平，严莉，徐树英，等．长江流域铜鱼和圆口铜鱼的遗传多样性 ［Ｊ］．中国水产科学，２００８，１５（３）：３７７—３８５． ［５］杜博，龚世园，童馨，等．皱纹盘鲍和盘鲍南方养殖群体遗传变异的微 卫星分析［Ｊ］．南方水产，２ＯＯ７，３（６）：２２—２９． ［６］陈红珊，陈裕隆，杨金玲，等．应用微卫星标记分析中华白海豚遗传多 样性［Ｊ］．中山大学学报：医学科学版，２ＯＯ６，２７（￥１）：６６—６７． ［７］鲁翠云，孙效文，梁利群．鳙鱼微卫星分子标记的筛选［Ｊ］．中国水产科 学，２０Ｏ５，１２（２）：１９２—１９６． ［８］夏军红，朱彩艳，苏天凤，等．斑节对虾基因组微卫星分离及其序列特 征研究［Ｊ］．南方水产，２００６，２（６）：１—７． ［９］马海涛，鲁翠云，于冬梅，等．草鱼基因组中微卫星分子标记的制备及 筛选［Ｊ］．上海水产大学学报，２ＯＯ７，１６（４）：３８９—３９３． 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