楊忠禮,連總強(qiáng),吳旭東,3,俞兆曦,王 燕,肖 偉,賽清云(.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州730070; .寧夏回族自治區(qū)水產(chǎn)研究所,寧夏 銀川75000; 3.寧夏漁業(yè)工程技術(shù)研究中心,寧夏 銀川75000)
蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在鲇形目和鯉形目魚(yú)類中的通用性研究
楊忠禮1,2,連總強(qiáng)2,3,吳旭東1,2,3*,俞兆曦1,王 燕2,肖 偉2,3,賽清云2,3
(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州730070; 2.寧夏回族自治區(qū)水產(chǎn)研究所,寧夏 銀川750001; 3.寧夏漁業(yè)工程技術(shù)研究中心,寧夏 銀川750001)
為研究蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在鲇形目和鯉形目魚(yú)類中的通用性,以12種不同魚(yú)類為試驗(yàn)材料,分別采用改進(jìn)的酚-氯仿法結(jié)合DNA產(chǎn)物純化試劑盒法、傳統(tǒng)酚-氯仿法、試劑盒法提取其尾鰭基因組DNA,對(duì)提取的DNA進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳、紫外分光光度計(jì)檢測(cè)。結(jié)果表明,改進(jìn)的酚-氯仿法結(jié)合DNA產(chǎn)物純化試劑盒法提取的魚(yú)類基因組DNA 在純度和穩(wěn)定性方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)酚-氯仿法、試劑盒法,且電泳條帶清晰、整齊、明亮,操作簡(jiǎn)單,耗時(shí)短,便于快速、批量提取。利用蘭州鲇14對(duì)G-SSR引物和21對(duì)EST-SSR引物在12種魚(yú)類中進(jìn)行跨目通用性分析,結(jié)果顯示,蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在鲇形目、鯉形目魚(yú)類的通用率分別為63.10%、32.14%和61.11%、44.44%,表明隨著物種間親緣關(guān)系變遠(yuǎn),其通用性隨之降低。
基因組DNA; 蘭州鲇; 鲇形目; 鯉形目; G-SSR; EST-SSR; 通用性
隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展,基于PCR技術(shù)從核酸水平對(duì)魚(yú)類的起源進(jìn)化、種質(zhì)資源鑒定、遺傳多樣性評(píng)估等研究,是目前魚(yú)類分子生物學(xué)研究的有效手段。獲得高質(zhì)量的DNA是這些分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ)。目前,關(guān)于魚(yú)類基因組DNA提取已有較多報(bào)道[1-5],主要有3種常見(jiàn)方法:傳統(tǒng)的酚-氯仿抽提法[6-7]、高鹽沉淀法[8-9]、離心柱型試劑盒法[10]。傳統(tǒng)的酚-氯仿抽提法消化時(shí)間長(zhǎng),操作步驟繁瑣且穩(wěn)定性差;高鹽沉淀法操作簡(jiǎn)便快捷,但所提取的DNA純度及穩(wěn)定性較差[11];離心柱型試劑盒提取效果較好,可以最大限度地除去蛋白質(zhì)、脂肪、及其他有機(jī)化合物對(duì)DNA的污染,但由于試劑的限制(保存、運(yùn)輸、安全等因素),DNA提取量較少,且價(jià)格較貴[12]。一些對(duì)DNA質(zhì)量要求高的試驗(yàn),如構(gòu)建基因組文庫(kù)、簡(jiǎn)化基因組測(cè)序、Southern雜交等,傳統(tǒng)酚-氯仿法和高鹽法提取的DNA往往達(dá)不到其質(zhì)量要求?;谝陨?種方法的缺點(diǎn)和科研的需求,急需開(kāi)發(fā)一種快捷、廉價(jià)且穩(wěn)定性高的DNA提取方法。
微衛(wèi)星(microsatellites)又稱簡(jiǎn)單重復(fù)序列(simple sequence repeats,SSR),是由1~6個(gè)堿基串聯(lián)重復(fù)排列的DNA序列。根據(jù)其來(lái)源分為基因組SSR(genomic SSR,G-SSR)和表達(dá)序列標(biāo)簽SSR(expressed sequence tag,EST-SSR)。微衛(wèi)星標(biāo)記因其具有共顯性遺傳、重復(fù)性好、多態(tài)性高等優(yōu)點(diǎn),而廣泛應(yīng)用于魚(yú)類遺傳多樣性分析、親緣關(guān)系鑒定和遺傳連鎖圖譜構(gòu)建等方面的研究[13-14]。研究表明,微衛(wèi)星的側(cè)翼序列在近緣物種之間較為保守,具有通用性,根據(jù)這一特性,已有不少科研工作者利用近緣物種的微衛(wèi)星開(kāi)發(fā)出目標(biāo)物種的微衛(wèi)星標(biāo)記[14-16]。此外,有報(bào)道稱某些微衛(wèi)星位點(diǎn)在親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的物種間也具有一定通用性[17]。關(guān)于同一物種的G-SSR和EST-SSR在其他物種中的通用性報(bào)道較少,缺乏系統(tǒng)性比較研究。為此,本研究以12種不同魚(yú)類的尾鰭為試驗(yàn)材料,用改進(jìn)的酚-氯仿法抽提其基因組DNA,對(duì)蘭州鲇(Siluruslanzhouensis)的G-SSR和EST-SSR在親緣關(guān)系較近的鲇形目(Siluriformes)魚(yú)類和親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的鯉形目(Cypriniformes)魚(yú)類中進(jìn)行通用性研究,旨在研發(fā)一種操作簡(jiǎn)單、提取效果好、穩(wěn)定性高、便于批量提取的DNA提取方法,同時(shí)為蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在其他物種間的通用性研究奠定基礎(chǔ)。
1.1 材料
試驗(yàn)所用12種魚(yú)分屬2個(gè)目,5個(gè)科,10個(gè)屬(表1)。將活魚(yú)帶回實(shí)驗(yàn)室處死,剪取部分尾鰭組織浸泡在無(wú)水乙醇中,于-20 ℃保存。
主要試劑:組織裂解液(10 mmol/L Tris-HCl、 pH值8.0的0.1mol/L EDTA、pH值8.0的1% SDS)、20 mg/mL蛋白酶K、普通DNA產(chǎn)物純化試劑盒及海洋動(dòng)物基因組DNA提取試劑盒等均購(gòu)自天根生化試劑公司;3 mol/L NaAc、Tris-飽和酚、氯仿、異戊醇等均為國(guó)產(chǎn)分析純。
1.2 基因組DNA提取
分別采用改進(jìn)的酚-氯仿法結(jié)合DNA產(chǎn)物純化試劑盒法、傳統(tǒng)酚-氯仿法、試劑盒法提取其尾鰭基因組DNA。
消化:將保存在無(wú)水乙醇中的蘭州鲇尾鰭組織取出,剪取30 mg左右,用干凈的濾紙將乙醇吸干后放置于1.5 mL離心管中,將組織剪碎后加入350 μL組織裂解液和8 μL蛋白酶K,充分混勻后放置在56 ℃水浴鍋中消化3~4 h,期間每隔30 min將樣品顛倒混勻1次,直至組織完全溶解并澄清。
苯酚-氯仿抽提:消化完成后加入1/5體積(約70 μL)的3 mol/L NaAc、等體積(約500 μL)的Tris-苯酚︰氯仿︰異戊醇混合液(25∶24∶1),上下顛倒充分混勻2~5 min,使核蛋白徹底變性裂解,DNA充分溶解。充分混勻后于室溫下12 000 r/min離心10 min,吸取上清液200~250 μL至另一新的離心管中。
采用DNA純化試劑盒進(jìn)一步純化:按照普通DNA產(chǎn)物純化試劑盒說(shuō)明對(duì)上述酚-氯仿法初步抽提的DNA進(jìn)一步純化,得到高純度的DNA。由于DNA提取量較大,在洗脫步驟時(shí),可以適當(dāng)加大洗脫液用量,提高DNA得率。
用上述方法提取20尾蘭州鲇基因組DNA并驗(yàn)證其穩(wěn)定性,用同樣的方法提取大口鲇、小口鲇、革胡子鲇、斑點(diǎn)叉尾鮰、黃顙、鯉魚(yú)、草魚(yú)、鯽魚(yú)、白鰱、花鰱、大鼻吻鮈基因組DNA。此外,對(duì)4尾蘭州鲇分別采用傳統(tǒng)的酚-氯仿法[2]和海洋動(dòng)物基因組DNA提取試劑盒提取其基因組DNA。
表1 試驗(yàn)用12種魚(yú)類的分類及采樣地
種名屬名科名目名樣品數(shù)量/尾采樣地蘭州鲇(S.lanzhouensis)鲇屬(SilurusLinnaeus)鲇科(Siluridae)鲇形目(Siluriformes)20寧夏水產(chǎn)研究所科研基地大口鲇(S.meridionalis)鲇屬(SilurusLinnaeus)鲇科(Siluridae)鲇形目(Siluriformes)1當(dāng)?shù)厮a(chǎn)市場(chǎng)小口鲇(S.a(chǎn)sotus)鲇屬(SilurusLinnaeus)鲇科(Siluridae)鲇形目(Siluriformes)1當(dāng)?shù)厮a(chǎn)市場(chǎng)革胡子鲇(C.fuscus)胡子鲇屬(ClariasScopoli)胡子鲇科(Siluridae)鲇形目(Siluriformes)1當(dāng)?shù)厮a(chǎn)市場(chǎng)斑點(diǎn)叉尾鮰(I.Punetaus)鮰屬(Ictalurus)鮰科(Ictaluridae)鲇形目(Siluriformes)1寧夏水產(chǎn)研究所科研基地黃顙(P.fulvidraco)黃顙魚(yú)屬(Pelteobagrus)鲿科(Bagridae)鲇形目(Siluriformes)1當(dāng)?shù)厮a(chǎn)市場(chǎng)鯉魚(yú)(C.carpio)鯉屬(Cyprinus)鯉科(Cyprinidae)鯉形目(Cypriniformes)1寧夏水產(chǎn)研究所科研基地草魚(yú)(C.idellus)草魚(yú)屬(Ctenopharyngodon)鯉科(Cyprinidae)鯉形目(Cypriniformes)1寧夏水產(chǎn)研究所科研基地鯽魚(yú)C.a(chǎn)uratus)鯽屬(Carassius)鯉科(Cyprinidae)鯉形目(Cypriniformes)1寧夏水產(chǎn)研究所科研基地白鰱(H.molitrix)鰱屬(Hypophthalmichthys)鯉科(Cyprinidae)鯉形目(Cypriniformes)1寧夏水產(chǎn)研究所科研基地花鰱(A.nobilis)鳙屬(Aristichthys)鯉科(Cyprinidae)鯉形目(Cypriniformes)1寧夏水產(chǎn)研究所科研基地大鼻吻鮈(R.nasutus)吻鮈屬(Rhinogobio)鯉科(Cyprinidae)鯉形目(Cypriniformes)1內(nèi)蒙古澄口
1.3 DNA提取結(jié)果檢測(cè)
用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)3種方法所提取的魚(yú)類基因組DNA,電壓120 V,室溫下電泳30 min,用凝膠成像系統(tǒng)檢測(cè)電泳結(jié)果,并拍照保存。DNA樣品用紫外分光光度計(jì)檢測(cè)其含量并計(jì)算A260/A280比值。檢測(cè)完后根據(jù)需要將DNA稀釋,并于-20 ℃保存?zhèn)溆谩Mㄟ^(guò)電泳圖譜、DNA含量及其A260/A280比值判斷不同提取方法的效果。
1.4 蘭州鲇G-SSR和EST-SSR通用性檢測(cè)
將采用改進(jìn)方法提取的12種不同魚(yú)類DNA稀釋至50 ng/μL作為底物。14對(duì)蘭州鲇G-SSR引物來(lái)自魏大為等[18]公布的序列,21對(duì)EST-SSR引物由筆者所在實(shí)驗(yàn)室積累,引物序列見(jiàn)表2。引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。PCR反應(yīng)體系20 μL:上、下游引物(10 μmol/L)各1 μL,2×PCR Master Mix 10 μL,模板DNA(50 ng/μL)2 μL,去離子水6 μL。PCR程序:94 ℃預(yù)變性 3 min;94 ℃變性 30 s,退火30 s,退火溫度依引物而定,72 ℃延伸 1 min,34 個(gè)循環(huán);72 ℃延伸5 min。擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行1.2%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),凝膠成像系統(tǒng)拍照保存。統(tǒng)計(jì)每對(duì)引物在其他12種魚(yú)類中的擴(kuò)增情況,根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算每對(duì)引物的有效擴(kuò)增率,以及G-SSR型和EST-SSR型微衛(wèi)星的平均有效擴(kuò)增率。
表2 21對(duì)蘭州鲇EST-SSR分子標(biāo)記引物序列
位點(diǎn)引物序列(5′—3′)退火溫度/℃JZ845705 F:TGTGCGAAAGGTGAAAGATTA R:AACTTGAATGGGAAGGAGGTG58JZ845090 F:CATAAAGTCTCCGTCAACC R:GTCATGGGAAATCAACAAT53JZ845784 F:ATCAATAAGCGTGGTGTCA R:GCTGTTTGCCTAACCTGA57JZ845762 F:TGTGAGTGATTGGTATGTGGT R:TTAATGCTGGGTCATGTAGAG59JZ845190 F:ACCTCCACTGAATCACAACA R:AAGACAGAAAAGAAAGAAACG56JZ845743 F:AGTGACTGCTAGTCCCAGAG R:GAGACGCAACATACAGAACC61JZ845100 F:ATCCCTGTATTTACCAGTCTCAC R:GCTTCACTTGGGTTCCTTTGT58JZ845703 F:CCAAATAGCGTGTAGTAGT R:CACTAAACTGTGAAGAAAGA55JZ845726 F:TATGAATGACCGTGGCAGAG R:CCAAGCGTAAGTTGAGGAA56JZ845789 F:ACGCAGACCAGACACCACC R:GCCAGCGGAGAAAGCAGT63JZ905272 F:GTAAGAGCGTCAGGGACTG R:GAATGTTGGTATGCTGGAAT62JZ905276 F:TCAAGCGTTCTGTGGGGTAT R:AAGTCGCATCCGTTCGTG59JZ905300 F:AGTATGTGAGTGCGAGA R:TAACGTAATGCAGGTAA53JZ905308 F:GGAAGTGATGTCGGTGTC R:CTGCTCGATGTAAAGAATGT59JZ905309 F:CCTGCTCCTTCCATCCTTT R:CGTTTACGCTCCGACTCTTAT59JZ905311 F:CCAGAATCCACCTTTGCCTAT R:GTCCTCCTGCTCCTTCCATC63JZ905314 F:TGACAGTGGAGGAGTATTGAGG R:ACAGGAAACCGAAGTGGAGT59JZ905328 F:TACATATTATGGCACTCGC R:AGATTGGTGAAACAGGCTA56JZ905334 F:CGCTCATTCCACATCCTT R:ACCACATCACCCAGTCCA61JZ905338 F:CAGGAAATGATGTGGGAGAA R:GAGACGAAGATGGGAAAGAGTA58JZ905348 F:TGTAAAGGCTGCGGTTCTC R:CCAATTTGTTGATGCTTAATGTA55
2.1 基因組DNA質(zhì)量檢測(cè)
由圖1—3可見(jiàn),酚-氯仿法和試劑盒法提取的DNA主條帶模糊,有拖尾現(xiàn)象,表明DNA含量較低,降解嚴(yán)重。與傳統(tǒng)的酚-氯仿法和試劑盒法相比,改進(jìn)方法提取的基因組DNA質(zhì)量較好,DNA主條帶清晰、明亮、整齊、無(wú)拖尾,DNA含量高,純度好,蛋白質(zhì)、RNA和雜質(zhì)污染少,且DNA降解程度低。
純凈的DNA樣品 A260/A280介于1.8~2.0,小于1.8表明有蛋白質(zhì)污染,大于2.0表明嚴(yán)重降解或含有大量RNA。由表3可以看出,傳統(tǒng)酚-氯仿法、試劑盒提取的DNA其A260/A280比值偏大,表明DNA降解比較嚴(yán)重,與電泳檢測(cè)結(jié)果一致。改進(jìn)方法提取的DNA其A260/A280比值介于1.78~1.91、接近1.8,表明提取的DNA純度較好。
M:DL15000 Marker;1—4:蘭州鲇基因組DNA; A:酚-氯仿法; B:試劑盒法
M:DL15000 Marker; 1—12:分別為蘭州鲇、大口鲇、小口鲇、胡子鲇、斑點(diǎn)叉尾鮰、黃桑、鯉魚(yú)、草魚(yú)、鯽魚(yú)、白鰱、花鰱、大鼻吻鮈的基因組DNA
M:DL15000 Marker; 1—20:蘭州鲇基因組DNA圖3 改進(jìn)方法提取的20尾蘭州鲇基因組DNA結(jié)果
表3 不同方法提取的魚(yú)類基因組DNA純度及濃度
方法A260/A280平均含量/(ng/μL)含量范圍/(ng/μL)酚-氯仿法2.02~2.14404.52±53.54349.4~468.8試劑盒法1.94~2.0689.67±13.4274.7~104.1改進(jìn)的方法1.78~1.91216.96±71.3289.7~353.5
2.2 蘭州鲇G-SSR和EST-SSR通用性
2.2.1 蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在12種魚(yú)類中的擴(kuò)增結(jié)果 由表4可以看出,14對(duì)G-SSR引物和21對(duì)EST-SSR引物均可在蘭州鲇個(gè)體中擴(kuò)增出特異性片段。蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在鲇形目魚(yú)類中的通用率相近,EST-SSR在鯉形目魚(yú)類中的通用率明顯高于G-SSR;6個(gè)EST-SSR型位點(diǎn)JZ845705、JZ905272、JZ905276、Z905309、JZ905311、JZ905314在12種魚(yú)類中均可獲得特異性擴(kuò)增,且擴(kuò)增片段大小基本一致,在G-SSR型位點(diǎn)中不曾發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。2種類型的微衛(wèi)星均表現(xiàn)出隨物種間遺傳距離的增加,其通用性下降(表5)。
表4 14個(gè)G-SSR和21個(gè)EST-SSR在12種魚(yú)類的擴(kuò)增結(jié)果
SSR類型位點(diǎn)核心序列有效擴(kuò)增率/%物種蘭州鲇大口鲇小口鲇革胡子鲇斑點(diǎn)叉尾鮰黃顙鯉魚(yú)草魚(yú)鯽魚(yú)白鰱花鰱大鼻吻鮈G-SSRKJ008491(AC)11?(TC)2325.00+++---------KJ008560(CT)14?(AC)1858.33+++--+-++--+KJ008535(AG)2850.00+++?-+-++---KJ008529(AG)28?(AC)1450.00++++?----+?+KJ008462(AG)31?(GT)3233.33+++--+------KJ008547(GA)1658.33+++?-+--+++?KJ008567(AG)1641.67++++?+?-----KJ008551(GA)2283.33++++??++++++KJ008523(AC)3133.33+++--+-----?KJ008552(GA)22?(AG)32?(CA)3750.00+++--+-+?+--KJ008564(AC)2158.33++++?+-++--?KJ008548(GA)18?(AGAT)8?(AG)24?58.33+?+?-++++?+-(AGAT)7?(GA)29KJ008522(AC)29?(GA)2450.00++??+--?-+++KJ008557(TC)20?(CT)1416.67++?---------EST-SSRJZ845705(AG)12?(GA)7100.00++++++++++++JZ845090(AC)12?(AC)1341.67+?-----+-+++JZ845784(TG)23?(GT)1825.00+++---------JZ845762(GT)13?(GA)1016.67++?---------JZ845190(CT)7?(TC)2558.33++++-++-?+--JZ845743(CT)2316.67++----?-----JZ845100(GCA)1433.33+++-+?------JZ845703(AC)16?(CT)2516.67++----------JZ845726(CAG)6?(AGC)741.67++-----++-?+JZ845789(TGC)18?(TGT)441.67+++-?----++-JZ905272(CA)40100.00++++++++++++JZ905276(GT)17100.00++++++++++++JZ905300(GT)2016.67++?---------JZ905308(AG)10?(GA)10?(AG)1225.00++??+-------JZ905309(TC)11?(CA)8100.00++++++++++++JZ905311(GT)14?(AG)11100.00++++++++++++JZ905314(GA)13100.00++++++++++++JZ905328(CA)12?(AC)950.00+++?-?+?+??+JZ905334(TG)1116.67++--?---?---JZ905338(CA)2591.67++?+++++++++JZ905348(TG)12?(TG)716.67++?---------
注:“+”表示有特異性擴(kuò)增條帶;“-”表示無(wú)特異性擴(kuò)增條帶;“?”表示非特異性擴(kuò)增或擴(kuò)增條帶很弱難以判斷。
表5 蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在鲇形目魚(yú)類和鯉形目魚(yú)類中的通用率 %
2.2.2 G-SSR和EST-SSR擴(kuò)增圖譜分析 根據(jù)蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在12種不同魚(yú)類的擴(kuò)增圖譜(圖4)發(fā)現(xiàn),G-SSR比EST-SSR在不同物種間具有更高長(zhǎng)度變異性,如G-SSR型微衛(wèi)星位點(diǎn)KJ008547在白鰱和花鰱中的擴(kuò)增條帶明顯偏大。
M:DL2000 Marker; 1—12:分別為以蘭州鲇、大口鲇、小口鲇、革胡子鲇、斑點(diǎn)叉尾鮰、黃顙、鯉魚(yú)、草魚(yú)、鯽魚(yú)、白鰱、花鰱、大鼻吻鮈基因組DNA為底物的PCR產(chǎn)物圖4 部分蘭州鲇G-SSR(A)和EST-SSR(B)PCR產(chǎn)物電泳檢測(cè)結(jié)果
高質(zhì)量的DNA提取有4個(gè)關(guān)鍵:對(duì)組織和細(xì)胞進(jìn)行有效破碎,使核蛋白釋放出來(lái);核蛋白充分變性,釋放出DNA;使DNA酶失去活性,防止DNA被其酶解;盡量除去蛋白質(zhì)、多糖等雜質(zhì)污染。為此,在DNA提取過(guò)程中應(yīng)盡量做到以上幾點(diǎn)以確保提取到高質(zhì)量的基因組DNA。傳統(tǒng)的酚-氯仿法是提取動(dòng)物基因組DNA最常用的方法,此方法為了最大限度除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì)需多次抽提,每次抽提為了不吸到中間相雜質(zhì),需留下較多的上清液,抽提次數(shù)越多,DNA的損失量就越大;此外吸取上清對(duì)試驗(yàn)操作者的技能要求較高,對(duì)初學(xué)者是一種挑戰(zhàn);因整個(gè)試驗(yàn)流程較長(zhǎng),出錯(cuò)的可能性較大,造成提取效果不穩(wěn)定。
本試驗(yàn)參考Turtinen等[19]和樂(lè)小亮等[5]的方法對(duì)傳統(tǒng)的酚-氯仿法進(jìn)行改進(jìn),在組織消化完畢后,加入高濃度的NaAc,有利于DNA的充分溶解,蛋白質(zhì)變性析出。同時(shí)加入等體積的苯酚∶氯仿∶異戊醇混合物(25∶24∶1)對(duì)裂解液抽提1次,得到大量低純度的基因組DNA,然后用基于吸附材料的離心柱型DNA純化試劑盒對(duì)其純化,得到高純度的DNA。這種DNA提取方法減少了抽提次數(shù),DNA的損失量大大減少,DNA得率較高,并且可最大限度地除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。改進(jìn)的方法中DNA純化步驟主要采用離心的方式進(jìn)行,便于批量化操作,且比傳統(tǒng)酚-氯仿法操作簡(jiǎn)單,耗時(shí)少。與傳統(tǒng)的酚-氯仿法相比較,改進(jìn)方法成本有所提高,但提取效果卻明顯提高。與專業(yè)的DNA提取試劑盒相比較,成本大幅降低,并且提取效果優(yōu)于試劑盒。此外,改進(jìn)方法還具有需要樣品量小、穩(wěn)定性高、便于批量提取等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)于微衛(wèi)星的通用性在水生生物中的研究,前人已有報(bào)道[20-21]。本研究利用蘭州鲇14對(duì)G-SSR引物和21對(duì)EST-SSR引物對(duì)來(lái)自鲇形目和鯉形目的12種魚(yú)類進(jìn)行通用性分析,結(jié)果顯示:蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在鲇形目、鯉形目魚(yú)類中的通用率分別為63.10%、32.14%和61.11%、44.44%,表明蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在近緣物種中有很高的通用性,但隨著親緣關(guān)系拉大,微衛(wèi)星的通用性隨之降低。
6個(gè)EST-SSR型位點(diǎn)JZ845705、JZ905272、JZ905276、Z905309、JZ905311、JZ905314在12種魚(yú)類中均可獲得特異性擴(kuò)增,且擴(kuò)增片段大小基本一致,在G-SSR型位點(diǎn)中不曾發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。此外,根據(jù)二者的擴(kuò)增圖譜發(fā)現(xiàn),G-SSR比EST-SSR在不同物種間具有更高長(zhǎng)度變異性,可見(jiàn),基因組中編碼序列要比非編碼序列更為保守。本研究表明,蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在鲇形目魚(yú)類中的通用率相近,但EST-SSR在鯉形目魚(yú)類中的通用率明顯高于G-SSR,這表明EST-SSR比G-SSR在物種間通用性好,這一結(jié)果與Liewlaksaneeyanawin等[22]和宿俊吉等[23]的報(bào)道結(jié)果一致。蘭州鲇G-SSR和EST-SSR在12種魚(yú)類的通用率分別為47.62%和52.78%,具有較高的通用性,當(dāng)缺乏微衛(wèi)星標(biāo)記時(shí),借用近緣物種的微衛(wèi)星是一種更為簡(jiǎn)單、快捷、廉價(jià)的方法[15]。
本研究利用酚-氯仿法結(jié)合DNA純化試劑盒提取魚(yú)類基因組DNA效果較好,具有穩(wěn)定性高、操作簡(jiǎn)單、節(jié)約時(shí)間和成本低等優(yōu)點(diǎn),非常適合一些樣品珍貴、需批量提取的科學(xué)研究試驗(yàn)。此外,本研究利用蘭州鲇微衛(wèi)星對(duì)來(lái)自鲇形目和鯉形目的12種魚(yú)類進(jìn)行跨目通用性分析,結(jié)果顯示,隨著物種間親緣關(guān)系變大,其通用性逐漸降低,但部分微衛(wèi)星在親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的物種間仍具有很好的通用性。這些研究結(jié)果為微衛(wèi)星在跨目物種間的通用性研究及利用微衛(wèi)星開(kāi)展比較基因組學(xué)等方面的研究提供基礎(chǔ)資料。
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Transferability Analysis ofSiluruslanzhouensisG-SSR and EST-SSR Markers in Siluriformes and Cypriniformes Fishes
YANG Zhongli1,2,LIAN Zongqiang2,3,WU Xudong1,2,3*,YU Zhaoxi1,WANG Yan2,XIAO Wei2,3,SAI Qingyun2,3
(1.College of Animal Science and Technology,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China; 2.Ningxia Fisheries Research Institute,Yinchuan 750001,China; 3.Ningxia Engineering Research Center for Fisheries,Yinchuan 750001,China)
In order to investigate the transferability ofSiluruslanzhouensisG-SSR and EST-SSR in Siluriformes and Cypriniformes,12 different fishes were used as research objectives to extract genomic DNA by using improved phenol-chloroform method,which combined with DNA purification kit,traditional phenol-chloroform method and DNA extraction kit,respectively.The genomic DNA was detected by agarose gel electrophoresis and ultraviolet spectrophotometer.The results showed that the genomic DNA extracted by the improved phenol-chloroform method was obviously superior to the other two methods in purity and stability,and the electrophoresis bands were very clear,neat and bright.The method had the advantages of simple manipulating,short time-consuming,speediness and batch extraction.Furthermore,14 G-SSRs and 21 EST-SSRs ofSiluruslanzhouensiswere selected to analyze the transferability of 12 Siluriformes and Cypriniformes fishes.The results indicated that the transferable rates of 14 G-SSRs and 21 EST-SSRs in Siluriformes and Cypriniformes fishes were 63.10%,32.14% and 61.11%,44.44% respectively,revealing that the transferability decreased with the increase of genetic relationship among species.
genomic DNA;Siluruslanzhouensis; Siluriformes; Cypriniformes; G-SSR; EST-SSR; transferability
2015-12-28
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31360633);寧夏對(duì)外科技合作項(xiàng)目;國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD25B09)
楊忠禮(1990-),男,甘肅合水人,在讀碩士研究生,研究方向:淡水經(jīng)濟(jì)動(dòng)物生物學(xué)及增養(yǎng)殖。 E-mail:yang2009191048@163.com
*通訊作者:吳旭東(1967-),男,寧夏銀川人,研究員,博士,主要從事水生動(dòng)物分子生物學(xué)及種質(zhì)資源保護(hù)與增養(yǎng)殖研究。E-mail:amy95@126.com
Q346+.5
A
1004-3268(2016)06-0130-07