婁劍鋒,雷世勇,竺俊全*,吳雄飛
(1.寧波大學(xué) 教育部應(yīng)用海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 寧波315211;2.寧波市海洋與漁業(yè)研究院,浙江 寧波315012)
大黃魚(yú)(Pseudosciaenacrocea)隸屬鱸形目石首魚(yú)科黃魚(yú)屬,為我國(guó)重要海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)之一。以往因過(guò)度捕撈及近海環(huán)境污染等原因,自然資源嚴(yán)重衰退。為有效保護(hù)大黃魚(yú)資源及發(fā)展其增養(yǎng)殖業(yè),1985年福建省率先開(kāi)展了官井洋大黃魚(yú)人工繁育技術(shù)攻關(guān),于1986年獲得成功后在全國(guó)推廣養(yǎng)殖。而浙江岱衢洋大黃魚(yú)的養(yǎng)殖開(kāi)發(fā)相對(duì)滯后。由于岱衢洋大黃魚(yú)比官井洋大黃魚(yú)更適宜于浙江海區(qū)(特別是舟山、寧波)的養(yǎng)殖條件,而且岱衢洋大黃魚(yú)因體型、體色及肉質(zhì)與品味俱佳而歷來(lái)受消費(fèi)者青睞,養(yǎng)殖開(kāi)發(fā)及市場(chǎng)潛力極大。浙江省高度重視岱衢洋大黃魚(yú)的開(kāi)發(fā),2008年寧波市岱衢洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖開(kāi)發(fā)課題組在岱衢洋海域采捕野生大黃魚(yú),經(jīng)?;?、馴養(yǎng)達(dá)性成熟8尾,以之為親本繁育與育種。由于種源材料與以往不同,其遺傳多樣性需要重新認(rèn)識(shí)。
目前對(duì)大黃魚(yú)的遺傳多樣性研究已有較多報(bào)道[1-3]。國(guó)內(nèi)學(xué)者也通過(guò)形態(tài)學(xué)[4]、RAPD[5]、微衛(wèi)星[6-7]、ISSR[8]及線粒體基因[9]等方法探討了岱衢族和閩東族大黃魚(yú)群體間的遺傳差異,但利用擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性技術(shù)(AFLP)對(duì)其之間的比較研究?jī)H見(jiàn)Hung等[10]報(bào)道的閩東族和岱衢族養(yǎng)殖大黃魚(yú)及其雜交子代遺傳差異分析。AFLP分子標(biāo)記技術(shù)結(jié)合了RFLP的準(zhǔn)確性和PCR的高效性,具有信息量大、多態(tài)性高、穩(wěn)定性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),這體現(xiàn)在對(duì)福建官井洋大黃魚(yú)(閩東族)指紋多態(tài)性的研究[11]、對(duì)人工雌核發(fā)育大黃魚(yú)(閩東族)的鑒定及遺傳規(guī)律分析[12]、對(duì)福建閩東地區(qū)野生和養(yǎng)殖大黃魚(yú)(閩東族)的種質(zhì)資源調(diào)查[13],對(duì)采捕野生岱衢族大黃魚(yú)的種質(zhì)分析等[14]。我們運(yùn)用AFLP技術(shù)對(duì)岱衢洋大黃魚(yú)(岱衢族)人工繁育二代(F2)養(yǎng)殖群體進(jìn)行遺傳多樣性分析,并比較其與官井洋大黃魚(yú)(閩東族)人工繁育多代養(yǎng)殖群體間的遺傳差異,以期為岱衢洋大黃魚(yú)的育種提供理論參考。
實(shí)驗(yàn)用魚(yú)于2012-04取自寧波象山港海區(qū)的大黃魚(yú)養(yǎng)殖網(wǎng)箱,岱衢洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體20尾(以2008年寧波市岱衢洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖開(kāi)發(fā)課題組在岱衢洋海域采捕的野生大黃魚(yú)為親本,于2011-03人工繁育的第二代),個(gè)體重80~130g;官井洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體20尾(以1985-1986年官井洋野捕大黃魚(yú)為親本多代人工繁育的后代,即2011世代),個(gè)體重50~80g。取每尾魚(yú)的少量肌肉組織,分別置于滅菌過(guò)的1.5mL凍存管中,放入液氮罐中帶回寧波大學(xué)實(shí)驗(yàn)室,于超低溫冰箱中保存。
1.2.1 基因組DNA提取
DNA提取參照《分子克隆手冊(cè)實(shí)驗(yàn)指南》[15]。取大黃魚(yú)肌肉組織約100mg,剪碎后加600μL STE裂解液、1μL RNase、5μL蛋白酶K(20mg/mL),56℃水浴1~2h至澄清,然后用改良的酚-氯仿法抽提基因組DNA。紫外分光光度計(jì)測(cè)定DNA純度,瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA完整性。選取抽提質(zhì)量較好的DNA模板,并將之稀釋至50ng/μL,-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 AFLP反應(yīng)
參照Vos等[16]的方法并稍加改動(dòng)。用限制性內(nèi)切酶EcoRΙ/MseΙ雙酶切,加入接頭連接后先用E-A/M-C預(yù)擴(kuò)引物進(jìn)行預(yù)擴(kuò)增,將預(yù)擴(kuò)產(chǎn)物稀釋后,用篩選出的9對(duì)選擴(kuò)引物(表1)進(jìn)行PCR反應(yīng)。體系為預(yù)擴(kuò)模板1μL,10×Buffer 2μL,MgCl2(25mmol/L)1.2μL,dNTP(2.5mmol/L)1.6μL,EcoRΙ選擴(kuò)引物(10mmol/L)0.4μL,MseΙ選擴(kuò)引物(10mmol/L)0.8μL,Taq酶(5U/μL)0.5U,補(bǔ)足滅菌雙蒸水至20 μL。選擴(kuò)PCR反應(yīng)程序?yàn)?4℃2min;94℃30s,65℃30s,72℃1min(共12個(gè)循環(huán),每一循環(huán)退火溫度降低0.7℃,至56℃);94℃30s,56℃30s,72℃1min(共25個(gè)循環(huán));最后72℃延伸10min。選擴(kuò)產(chǎn)物經(jīng)8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))變性聚丙烯酰胺凝膠電泳分離,銀染技術(shù)顯帶,GS-800掃描儀記錄凝膠圖譜。
實(shí)驗(yàn)所用的接頭、預(yù)擴(kuò)引物、選擴(kuò)引物均由上海生工生物工程有限公司提供。
選取AFLP指紋圖譜中清晰且一致性較強(qiáng)的條帶用于統(tǒng)計(jì)分析。以1和0分別表示條帶的有無(wú),將AFLP指紋圖譜轉(zhuǎn)化為0和1數(shù)字矩陣。用POPGENE 1.32軟件計(jì)算多態(tài)位點(diǎn)數(shù)及其比例、Nei′s基因多樣性指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)、遺傳距離和遺傳相似度等。用AMOVA 1.55軟件對(duì)群體間和群體內(nèi)的遺傳變異進(jìn)行分子方差分析。聚類(lèi)分析采用NTSYS 2.1軟件構(gòu)建UPGMA系統(tǒng)樹(shù)。
9對(duì)引物組合在2個(gè)大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體的40尾樣品中共擴(kuò)增出381條有效片段(主要分布于100~500 bp),其中多態(tài)片段為288條,多態(tài)位點(diǎn)比例為75.59%(表1)。每對(duì)引物擴(kuò)增位點(diǎn)在36~51個(gè),平均每對(duì)引物擴(kuò)增出42.3個(gè)位點(diǎn)。其中,E-ACG/M-CAT擴(kuò)增片段總數(shù)最多(51條),多態(tài)位點(diǎn)比例也最高(90.20%);E-AAC/M-CAA擴(kuò)增片段總數(shù)最少(36條),多態(tài)位點(diǎn)比例也最低(63.89%)。圖1為E-ACG/M-CAT引物組合擴(kuò)增的AFLP指紋圖。
表1 2個(gè)大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體擴(kuò)增位點(diǎn)數(shù)及多態(tài)位點(diǎn)比例Table 1 The number and percentage of polymorphic loci in two cultured populations of P.crocea
圖1 E-ACG/M-CAT引物組合擴(kuò)增得到的AFLP指紋圖Fig.1 AFLP band patterns generated by primer combination E-ACG/M-CAT
9對(duì)引物組合在岱衢洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體和官井洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體中分別擴(kuò)增出363個(gè)和320個(gè)位點(diǎn),多態(tài)位點(diǎn)數(shù)及多態(tài)位點(diǎn)比例分別為236(65.01%)和184(57.50%)。遺傳多樣性參數(shù)(表2)表明岱衢洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體的遺傳多樣性高于官井洋養(yǎng)殖群體的遺傳多樣性。
表2 2個(gè)大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體的遺傳多樣性參數(shù)Table 2 Parameters of genetic diversity in two cultured populations of P.crocea
按遺傳多樣性參數(shù)(表2)估算來(lái)自2個(gè)群體間的變異為24.4%,75.6%的遺傳變異來(lái)源于群體內(nèi)不同個(gè)體間。
分子方差分析(analysis of molecular variance,AMOVA)結(jié)果表明群體間變異占37.74%,62.26%的變異源于群體內(nèi)。顯示出2個(gè)群體的遺傳變異主要來(lái)自群體內(nèi)個(gè)體間,但群體間已有一定程度的遺傳分化(表3)。
表3 2個(gè)大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體內(nèi)和群體間的AMOVA分析Table 3 AMOVA within and among two cultured populations of P.crocea
利用NTSYS 2.1軟件以UPGMA法對(duì)大黃魚(yú)2個(gè)群體40個(gè)個(gè)體進(jìn)行聚類(lèi)(圖2)。圖2中D1~D20為岱衢洋養(yǎng)殖群體,M1~M20為官井洋養(yǎng)殖群體,2個(gè)群體各自聚成一支(M1除外)。
圖2 40尾大黃魚(yú)個(gè)體構(gòu)建的UPGMA聚類(lèi)圖Fig.2 UPGMA dendrogram of 40individuals of P.Crocea
我們利用AFLP技術(shù)對(duì)岱衢洋大黃魚(yú)人工繁育F2代與官井洋大黃魚(yú)人工繁育多代的養(yǎng)殖群體遺傳多樣性進(jìn)行了分析和比較。9對(duì)選擴(kuò)引物在40個(gè)大黃魚(yú)樣品中共擴(kuò)增出288個(gè)多態(tài)位點(diǎn),多態(tài)位點(diǎn)比例為75.59%,表明AFLP技術(shù)可擴(kuò)增大量多態(tài)性位點(diǎn),獲得豐富的遺傳信息。經(jīng)檢測(cè),岱衢洋大黃魚(yú)人工繁育F2代養(yǎng)殖群體的多態(tài)位點(diǎn)比例、Nei’s基因多樣性指數(shù)、Shannon信息指數(shù)均高于官井洋大黃魚(yú)人工繁育多代的養(yǎng)殖群體,表明前者的遺傳多樣性高于后者。同已報(bào)道的其他經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)相比,多態(tài)位點(diǎn)百分率高于張全啟等研究的牙鲆(Paralichthysolivaceus)野生群體與養(yǎng)殖群體(40.07%~46.18%)[17]、韓志強(qiáng)等研究的黃姑魚(yú)(Nibeaalbiflora)野生群體(51.70%~51.99%)[18]、鄭德鋒等研究的棘頭梅童魚(yú)(Collichthyslucidus Richardson)野生群體(8.82%~15.07%)[19]及巫旗生等研究的褐毛鲿(Megalonibeafusca)養(yǎng)殖群體(24.60%~25.56%)[20],低于彭志蘭等研究的舟山鮸魚(yú)(Miichthysmiiuy)群體(68.86%~72.51%)[21]。
岱衢洋大黃魚(yú)人工繁育F2代養(yǎng)殖群體和官井洋大黃魚(yú)人工繁育多代養(yǎng)殖群體間的遺傳分化系數(shù)Gst(0.244 0)和分子方差分析(AMOVA)結(jié)果顯示,2個(gè)群體的遺傳變異主要來(lái)自于群體內(nèi)個(gè)體間,但群體間亦出現(xiàn)了一定程度的遺傳趨異。同時(shí)根據(jù)UPGMA法對(duì)40個(gè)個(gè)體的聚類(lèi)結(jié)果可知,2個(gè)群體明顯分成2支,表現(xiàn)出較顯著的遺傳分化,這和Gst,AMOVA所得結(jié)果相符。2個(gè)群體間存在一定程度的遺傳分化,一方面可能是由于它們的起源親本的來(lái)源不同,分別來(lái)源于岱衢洋及官井洋大黃魚(yú);另一方面,我們研究的岱衢洋大黃魚(yú)F2代養(yǎng)殖群體是經(jīng)過(guò)科學(xué)選育的群體,仍保持較高的遺傳變異,而官井洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體是未經(jīng)選育的多代繁殖的后代,傳代過(guò)程中伴隨著近交衰退及遺傳漂變等作用,導(dǎo)致其遺傳多樣性降低。
Thorp[22]認(rèn)為不同物種間的遺傳相似系數(shù)I為0.2~0.8(Ds=0.2~0.8),同科屬群體間I為0.1~0.5(Ds=0.5~0.9),同種群體間I為0.8~0.97(Ds=0.03~0.2)。本研究的2個(gè)養(yǎng)殖群體間的遺傳相似度為0.895 3,遺傳距離為0.110 6,表明岱衢洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體和官井洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體仍屬于同種群體間的范圍內(nèi),沒(méi)有造成大的分化。岱衢洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體和官井洋大黃魚(yú)養(yǎng)殖群體間Nm值為1.549 5,表明大黃魚(yú)2群體間存在一定程度的遺傳信息交流。
(References):
[1]WANG J,QUAN C G,SU Y Q,et al.Isoenzymes of wild and rearedPseudosciaenacrocea[J].Marine Sciences,2001,25(6):39-41.王軍,全成干,蘇永全,等.官井洋野生與養(yǎng)殖大黃魚(yú)同工酶的研究[J].海洋科學(xué),2001,25(6):39-41.
[2]LI M Y,ZHANG H Q,XUE L Y,et al.Analysis of genetic diversity ofPseudosciaenacroceaby isozyme and RAPD[J].Journal of Fishery Sciences of China,2003,10(6):523-525.李明云,張海琪,薛良義,等.網(wǎng)箱養(yǎng)殖大黃魚(yú)遺傳多樣性的同工酶和RAPD分析[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2003,10(6):523-525.
[3]CHANG Y M,WANG W W,XU W T,et al.Genetic differentiation between F2and F3cultured populations in large yellow croakerPseudosciaenacrocea[J].Oceanologia&Limnologia Sinica,2009,40(4):414-422.常玉梅,王文文,徐萬(wàn)土,等.人工繁育大黃魚(yú)(Pseudosciaenacrocea)群體F2及F3遺傳差異分析[J].海洋與湖沼,2009,40(4):414-422.
[4]HUANG L M,XIE Y J,SU Y Q.Studies on genetic diversities of dai-ju stock and min-yue stockPseudosciaenacrocea(Richardson)[J].Journal of Xiamen University:Natural Science,2006,45(6):836-840.黃良敏,謝仰杰,蘇永全.閩-粵東族與岱衢族養(yǎng)殖大黃魚(yú)的遺傳多樣性研究[J].廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,45(6):836-840.
[5]DING S H,HUANG L Y,ZHANG H Q,et al.Analysis of genetic diversity in breeding and cultivated populations ofPseudosciaenacrocea[J].Oceanologia&Limnologia Sinica,2006,37(1):41-46.丁詩(shī)華,黃麗英,張海琪,等.大黃魚(yú)(Pseudosciaenacrocea)岱衢洋選育群體和官井洋養(yǎng)殖群體的遺傳差異分析[J].海洋與湖沼,2006,37(1):41-46.
[6]WANG W W,CHANG Y M,LIANG L Q.Genetic diversity of four large yellow croaker(PseudosciaenacroceaRichardson)populations using microsatellite markers[J].Chinese Journal Fisheries,2009,22(2):6-11.王文文,常玉梅,梁利群.微衛(wèi)星分析四個(gè)大黃魚(yú)群體的遺傳多樣性[J].水產(chǎn)學(xué)雜志,2009,22(2):6-11.
[7]HUANG Z Y,SU Y Q,ZHANG J S,et al.Study of cultured dai-qu and min-yue populations large yellow croakerPseudosciaenacroceaand its hybrid filial generations using SSR technology[J].Oceanologia&Limnologia Sinica,2011,42(4):592-596.黃振遠(yuǎn),蘇永全,張建設(shè),等.閩粵群和岱衢群養(yǎng)殖大黃魚(yú)(Pseudosciaenacrocea)及其雜交子代遺傳差異的SSR分析[J].海洋與湖沼,2011,42(4):592-596.
[8]CHEN S Y,XU S X,ZHANG Z Y,et al.Study of genetic diversity of wild and culture populations ofPseudosciaenacroceausing two molecular markers[J].Marine Sciences,2011,35(12):82-87.陳淑吟,徐士霞,張志勇,等.大黃魚(yú)野生群體與養(yǎng)殖群體遺傳多樣性研究[J].海洋科學(xué),2011,35(12):82-87.
[9]MAO Y,JIANG Q F,ZENG H S,et al.Genetic diversity ofPseudosciaenacrocea(Richardson)based on mitochondrial DNA control region sequences[J].Journal of Xiamen University:Natural Science,2010,49(3):440-444.毛勇,蔣秋芬,曾華嵩,等.大黃魚(yú)線粒體DNA控制區(qū)遺傳多樣性分析[J].廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,49(3):440-444.
[10]HUANG Z Y,WU C W,SU Y Q,et al.Assessment of genetic differentiation in the large yellow croaker,PseudosciaenacroceaRichardson,and its first hybrid filial generations with AFLP markers[J].Gene,2012,510(2):189-192.
[11]WANG Z Y,WANG Y L,LIN L M,et al.Genetic polymorphisms in wild and cultured large yellow croakerPseudosciaenacroceausing AFLP fingerprinting[J].Journal of Fishery Sciences of China,2002,9(3):198-202.王志勇,王藝?yán)冢掷?,?福建官井洋大黃魚(yú)AFLP指紋多態(tài)性的研究[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),2002,9(3):198-202.
[12]WANG X Q,WANG Z Y,LIU X C,et al.AFLP analysis of artificial gynogenesis inPseudosciaenacrocea[J].Oceanologia&Limnologia Sinica,2007,38(1):22-28.王曉清,王志勇,柳小春,等.人工雌核發(fā)育大黃魚(yú)(Pseudosciaenacrocea)的 AFLP分析[J].海洋與湖沼,2007,38(1):22-28.
[13]LI Z B,F(xiàn)ANG X,CHEN J,et al.Loss of the genetic diversity in cultivated populations ofPseudosciaenacroceaby AFLP[J].Oceanologia&Limnologia Sinica,2009,40(4):446-450.黎中寶,方秀,陳錦,等.大黃魚(yú)(Pseudosciaenacrocea)養(yǎng)殖群體遺傳多樣性的降低[J].海洋與湖沼,2009,40(4):446-450.
[14]LIU B Q,DONG W Q,WANG Y J,et al.Identification of germ plasm inPseudosciaenacroceatai-chu race by AFLP[J].Acta Hydrobiologica Sinica,2005,29(4):413-416.劉必謙,董聞琦,王亞軍,等.岱衢族大黃魚(yú)種質(zhì)的 AFLP分析[J].水生生物學(xué)報(bào),2005,29(4):413-416.
[15]SAMBROOK J,F(xiàn)RITSCH E F,MANIATIST.Molecular cloning:a laboratory manual[M].2nd ed.JIN D M,LI M F.Beijing:Science Press,1995.薩姆布魯克J,弗里奇E F,曼尼阿蒂斯T.分子克隆實(shí)驗(yàn)指南[M].第2版.金冬雁,黎孟楓,譯.北京:科學(xué)出版社,1995.
[16]VOS P,HOGER R,BLEEKER M,et al.AFLP:a new technique for DNA fingerprinting[J].Nucleic Acids Research,1995,23(21):4407-4414.
[17]ZHANG Q Q,XU X F,QI J,et al.The genetic diversity of wild and farmed Japanese flounder populations[J].Periodical of Ocean University of China,2004,34(5):816-820.張全啟,徐曉斐,齊潔,等.牙鲆野生群體與養(yǎng)殖群體的遺傳多樣性分析[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)報(bào),2004,34(5):816-820.
[18]HAN Z Q,GAO T X,WANG Z Y,et al.Analysis of genetic diversity ofNibeaalbifloraby AFLP markers[J].Journal of Fisheries of China,2006,30(5):640-646.韓志強(qiáng),高天翔,王志勇,等.黃姑魚(yú)群體遺傳多樣性的AFLP分析[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2006,30(5):640-646.
[19]ZHENG D F,ZHAO J L,ZHOU W Y,et al.Genetic structure ofCollichthysluciduspopulations from China coastal areas by AFLP analysis[J].Oceanologia&Limnologia Sinica,2011,42(3):443-447.鄭德鋒,趙金良,周文玉,等.我國(guó)沿海棘頭梅童魚(yú)(Collichthys lucidus)群體遺傳結(jié)構(gòu)的 AFLP分析[J].海洋與湖沼,2011,42(3):443-447.
[20]WU Q S,ZENG Z N,SONG C F,et al.AFLP analysis on genetic diversity ofMegalonibeafuscacultured populations in Dongshan and Yangjiang[J].Journal of Fujian Fisheries,2012,34(6):435-439.巫旗生,曾志南,宋傳福,等.福建東山和廣東陽(yáng)江褐毛鲿養(yǎng)殖群體遺傳多樣性的 AFLP分析[J].福建水產(chǎn),2012,34(6):435-439.
[21]PENG Z L,LIU M H,F(xiàn)U R B,et al.Comparative studies on the molecular genetic diversities between the Zhoushan wildMiichthys miiuyand their early filial generation by AFLP markers[J].Journal of Shanghai Ocean University,2010,19(2):172-177.彭志蘭,劉敏海,傅榮兵,等.舟山鮸魚(yú)群體遺傳多樣性的AFLP研究[J].上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2010,19(2):172-177.
[22]THORP J P.The molecular dock hypothesis:Biochemical evolution,genetic differentiation,and systematics[J].Annual Review of Ecology Systematics,1982,13(1):139-168.