1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
秀丽白虾(exopalaemon modestus)又称太湖白虾,属于白虾淡水种。性喜光亮,主要生活在湖内的敞水区域和湖内较大的河道内。秀丽白虾属杂食性动物,终生以浮游动物、植物碎屑、细菌等为饵料,盛产于太湖,并被称为太湖三宝之一,每年产量占太湖虾类产量50%以上,分布遍及全湖[1]。目前有关于秀丽白虾在呼伦湖和三峡水库[2]繁殖生物学方面的研究[3],也有关于利用中国五个淡水湖(太湖、滇池、呼伦湖、兴凯湖和巢湖)秀丽白虾的10个形态学指标来进行形态变异情况比较的研究[4],同时对于秀丽白虾遗传多样性还有rapd分析[5]和aflp分析[6]等相关研究,但关于不同地理种群秀丽白虾16s rrna基因全序列进行序列差异和群体遗传结构分析的研究还未见报道。
线粒体dna[7]是分子生物学研究中的一个热门领域,已成为鱼类进化生物学和群体遗传学研究的重要分子遗传标记手段[8]。16s rrna基因作为常用的线粒dna(mitochondrial dna,mtdna)分子标记,适用于种群以及种间遗传多样性的分析[9]。16srrna序列分析作为生物系统分类的主要依据已得到广泛认同,随着核糖体rna数据库的日臻完善,该技术成为生物分类和鉴定的一个有力工具。canapa a等利用线粒体16srrna基因序列差异分析,将原来属于2个亚科的扇贝归为一个科,将原来属于2个种的扇贝归为一个种,barucca m等也基于16srrna和12srrna部分序列对扇贝属的23种扇贝进行了系统关系研究[10]。在我国,16srrna基因检测技术已成为病原菌检测和鉴定的一种强有力工具。随着数据库的不断完善,应用该技术可以实现对病原菌进行快速、微量、准确地进行分类鉴定和检测[11]。由于该技术的性质,也被广泛应用到水生动物如鲇[12]、厚蟹[13]、龟鳖类[14]等基于16srrna基因序列的研究。
由于线粒体基因16srrna 的进化速率较快,既具有保守性,又具有高变性[15],通过数据库进行物种鉴定,从而得到序列测定结果。通过这种方法,可以如实反映物种之间或种内的遗传结构和遗传变异情况,因为其几乎不存在遗传重组,所以也被借鉴到其他研究领域。本课题将对太湖、鄱阳湖、兴凯湖三个湖区秀丽白虾样本的16srrna(16s ribosomal rna)基因序列进行分析,从而得到不同地理种群序列差异系统进化信息,以期对秀丽白虾种质资源保护提供基础数据支撑。
2. 研究的基本内容和问题
本课题的主要目标是研究不同地理种群秀丽白虾16srrna基因序列变异与系统进化。通过16srrna基因的序列分析,对我国在太湖、鄱阳湖、兴凯湖的秀丽白虾群体进行遗传距离分析,尝试从不同层面揭示种群内群体间的差异和各自的特征,较全面和准确地反映秀丽白虾各群体的遗传背景及相互之间的关系,以期为秀丽白虾种质资源研究的开展和人工养殖的可持续发展提供理论基础和技术储备。主要是利用 16srrna序列来检测种内不同群体的系统进化情况,为后续研究提供依据。
本课题的主要内容是以秀丽白虾样本的16srrna基因序列为基础,对实验样品dna进行提取、pcr扩增和序列测定,再用专业软件对所有样本序列进行比对,从中找出差异,最后分析群体间序列差异,从而确立系统进化规律。
本课题拟解决的关键问题是如何通过检测不同地域秀丽白虾的单倍型多样性、核苷酸多样性及平均碱基差异值,得出物种种群间的遗传多样性[16]。利用种群间遗传距离以及构建nj系统树来确定物种之间的关系,从而得出秀丽白虾的亲缘关系和地缘关系。
3. 研究的方法与方案
本课题采用dna提取、试剂盒抽提、电泳分离、pcr扩增等手段获得16srrna序列,最后用专业软件分析序列的方法来研究基因序列变异与系统进化的关系。
首先提取太湖、鄱阳湖、兴凯湖这三个湖区虾类样品的相同部位的组织。后根据试剂盒上的指导方法稍作调整,之后按照步骤提取dna模板,经过电泳观测和pcr扩增后筛选样本,最后交由专业实验室测序,最后由clastal x、editseq、mega等软件分析得出遗传序列。
第一阶段为采样和提取组织,在2015年九月份进行;第二阶段为dna提取、分离和纯化,在十月份至十一月份进行;第三阶段为测序,交由上海专业实验室测序,在十二月份进行。2016年1月开始进行数据汇总和处理,整理相关研究结果。
4. 研究创新点
本课题是通过对秀丽白虾16SrRNA的条形编码研究来鉴别三个湖区的秀丽白虾之间的亲缘关系,利用16SrRNA条形编码来检测秀丽白虾的亲缘关系在现有的研究资料中较为少见,因此本课题希望在遵循DNA技术理论的前提下,得到相关数据,以期对秀丽白虾的系统进化和地缘关系有所帮助。
5. 研究计划与进展
2015年9月:开始进行采样工作;
2015年10月-11月:样本dna的提取、分离和纯化;
2015年12月:专业测序,得到基因片段;
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