何金釗 陳 詔 陳子桂 徐鴻飛 趙何勇 呂業(yè)堅

(廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)引育種中心, 南寧 530031)

五個紅羅非魚群體的遺傳多樣性分析

何金釗 陳 詔 陳子桂 徐鴻飛 趙何勇 呂業(yè)堅

(廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)引育種中心, 南寧 530031)

實驗采用微衛(wèi)星標記技術(shù), 選用22對微衛(wèi)星引物對5個紅羅非魚群體進行遺傳多樣性分析。經(jīng)PCR擴增, 16個微衛(wèi)星位點擴增產(chǎn)物在關(guān)島紅羅非魚(GD)、珍珠白紅羅非魚(ZZ)、佛羅里達紅羅非魚(FL)、明月紅羅非魚(MY)、馬來西亞紅羅非魚(ML)中均獲得了清晰穩(wěn)定的條帶。分析結(jié)果顯示: 16個微衛(wèi)星標記共檢測到146個等位基因。5個群體的平均等位基因數(shù)(Na)在6.5625—8.5625, 平均有效等位基因數(shù)(Ne)在4.1495—6.1330, 平均雜合度(He)在0.7491—0.8247, 平均多態(tài)信息含量(PIC)在0.6939—0.7840, 說明它們的遺傳多態(tài)性豐富?？ǚ綑z驗表明5個紅羅非魚群體的大部分位點偏離Hardy-Weinberg平衡。在5個群體中, 關(guān)島紅羅非魚(GD)與珍珠白紅羅非魚(ZZ)遺傳相似系數(shù)(0.6171)最小, 遺傳距離(0.4827)最大, 說明兩者親緣關(guān)系最遠; 佛羅里達紅羅非魚(FL)與馬來西亞紅羅非魚(ML)遺傳相似系數(shù)(0.9069)最大, 遺傳距離(0.0977)最小, 可推斷兩者親緣關(guān)系最近。采用UPGMA進行聚類分析, 結(jié)果表明: 佛羅里達與馬來西亞先聚成一支, 二者再與珍珠白聚在一起, 接著三者與明月聚在一起, 最后, 四者與關(guān)島聚到一起。聚類結(jié)果說明關(guān)島群體與其他4個群體親緣關(guān)系最遠; 佛羅里達與馬來西亞親緣關(guān)系最近, 珍珠白群體次之, 明月群體再次之。以上結(jié)果可推斷5個紅羅非魚群體遺傳多態(tài)性豐富, 具有較大的選育潛力。

紅羅非魚; 微衛(wèi)星DNA; 遺傳多樣性; 遺傳關(guān)系

羅非魚屬鱸形目(Perciformes)、鱸形亞目(Percoidei)、麗魚科(Cichlidae)、羅非魚屬(Tilapia)[1],是全球重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一, 也是我國農(nóng)業(yè)部優(yōu)先推廣的淡水養(yǎng)殖優(yōu)勢品種。自20世紀50年代以來, 我國主要引進、選育和養(yǎng)殖的羅非魚優(yōu)良品種有尼羅羅非魚、奧利亞羅非魚、吉富羅非魚等。紅羅非魚(Red tilapia)是羅非魚屬間雜交選育而成的一個綜合性狀優(yōu)良的養(yǎng)殖品種[2], 具有生長快, 食性雜, 繁殖力強, 適應鹽度廣, 耐低氧, 抗病力強, 經(jīng)濟價值高等優(yōu)點, 因其味道鮮美, 肉質(zhì)嫩滑, 價格實惠而深受人們喜愛。然而, 因紅羅非魚為屬間雜交選育所得, 在種質(zhì)方面存在遺傳漸滲和混雜現(xiàn)象,選育養(yǎng)殖時易出現(xiàn)生長速度慢、體色分離等問題,大大影響了紅羅非魚的推廣與銷售。國內(nèi)近年來對紅羅非魚的研究主要集中在生物學特性[3—5]、養(yǎng)殖[6]、體色相關(guān)因素[7]、耐寒耐鹽[8—10]等方面, 在紅羅非魚種質(zhì)遺傳研究方面卻鮮有報道。

微衛(wèi)星標記(Microsatellite)在現(xiàn)代水產(chǎn)遺傳與育種研究中發(fā)展迅速, 與傳統(tǒng)選育技術(shù)相結(jié)合, 可有效縮短育種年限, 加快育種進程, 是目前遺傳育種研究的新方向[11]。微衛(wèi)星技術(shù)已廣泛應用于水生生物的遺傳選育研究。龐美霞等[12]利用微衛(wèi)星標記技術(shù)對三峽庫區(qū)5個鰱群體進行遺傳變異分析,王瑾瑾等[13]利用10對多態(tài)信息含量＞0.5的微衛(wèi)星標記對2個厚頜魴野生群體進行遺傳多樣性分析,楊凱等[14]采用微衛(wèi)星技術(shù)對翹嘴鱖F2代家系進行親子鑒定。鐘建興等[15]利用15個ISSR引物對5個尼羅羅非魚群體進行了遺傳特性分析。張庭等[16]利用19對微衛(wèi)星引物對4個奧利亞羅非魚群體進行了研究和探討。宋紅梅等[17]利用16個微衛(wèi)星位點對橙色莫桑比克羅非魚進行研究, 發(fā)現(xiàn)其群體遺傳多樣性較豐富。李建林等[18]利用23對微衛(wèi)星引物對兩個吉富羅非魚群體進行分析, 結(jié)果表明兩個群體遺傳多樣性水平較高, 同時發(fā)現(xiàn)4對微衛(wèi)星引物可用于鑒別兩個吉富羅非魚群體。雖然微衛(wèi)星標記技術(shù)常用于羅非魚遺傳多樣性分析, 但有關(guān)紅羅非魚遺傳變異情況的研究報道卻較少。馬慶男[19]利用TRAP分子標記技術(shù)對紅羅非魚進行相關(guān)遺傳多樣性分析; Romana-Eguia等[20]利用微衛(wèi)星技術(shù)分析了5個亞洲紅羅非魚品系的遺傳多樣性。 Karuppannan等[21]利用20對引物對馬來西亞4個紅羅非魚群體進行微衛(wèi)星分析。本研究利用22對微衛(wèi)星引物, 對不同地域的5個紅羅非魚群體進行遺傳多態(tài)性分析, 以期對今后紅羅非魚選育和品系評估等提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 實驗材料及實驗試劑

關(guān)島品系(GD)、珍珠白品系(ZZ)、佛羅里達品系(FL): 2011年從廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)科學研究院引進。

明月品系(MY)、馬來西亞品系(ML): 2008年于中國水產(chǎn)科學研究院淡水漁業(yè)研究中心引進。

本實驗所采集的5個品系實驗魚均為2013年廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)引育種中心選留的育種親魚。

1.2 實驗方法

樣品采集本實驗分別從關(guān)島品系(GD)、珍珠白品系(ZZ)、佛羅里達品系(FL)、明月品系(MY)、馬來西亞品系(ML)中隨機選取30尾, 剪取其尾鰭放入裝有無水乙醇的離心管中, 于-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩Ｃ看渭羧∥馋捴? 所用剪刀及鑷子依次用酒精、蒸餾水、84消毒液、蒸餾水沖洗, 以防止不同樣品之間的污染。

DNA的提取本實驗采用血液、組織、細胞基因組提取試劑盒抽提DNA。

微衛(wèi)星引物篩選本實驗所采用的微衛(wèi)星引物從已報道的文獻資料[22—24]中選取, 分為GM系列和UNH系列, 共22組, 由上海捷瑞生物工程有限公司合成(具體信息見表 1)。用5個紅羅非魚群體混合DNA對選取的22對微衛(wèi)星標記進行PCR擴增、8%聚丙烯酰胺膠電泳檢測, 從中篩選出擴增效果好, 電泳圖譜清晰的引物再對5個紅羅非魚群體進行遺傳背景分析。

PCR擴增反應及電泳PCR反應體系為12.5 μL,其中2×Es Taq MasterMix 6 μL, 上、下游引物(10 μmol/ L)各0.5 μL, ddH2O 4.5 μL, DNA模板(50 mg/L)1 μL,輕微振蕩后瞬時離心, 然后進行PCR擴增。微衛(wèi)星PCR反應程序為: 95℃預變性4min; 95℃變性30s,退火30s, 72℃延伸45s, 30個循環(huán); 72℃終延伸10min, 4℃保存。PCR產(chǎn)物經(jīng)8.0%聚丙烯酰胺凝膠電泳分離, 硝酸銀染色、顯色后[25], 數(shù)碼相機拍照。

表 1 22對微衛(wèi)星引物特征Tab. 1 Characteristics of 22 pairs of microsatellite primes

1.3 數(shù)據(jù)分析處理

實驗利用PopGene 1.32軟件計算每個群體的等位基因數(shù)(Number of allele, Na)、有效等位基因數(shù)(Effective number of alleles, Ne)、期望雜合度(Expected heterozygosity, He)及群體間遺傳距離(Genetic Distance, D)。

利用MEGA6軟件, 采取UPGMA(非加權(quán)配對算術(shù)平均法)方法構(gòu)建5個紅羅非魚群體的系統(tǒng)樹,分析各品系間的親緣關(guān)系。

多態(tài)信息含量((Polymorphism information content, PIC)的計算:

式中 PIC為平均多態(tài)信息含量, 反映了基因位點在群體中的多樣性程度; L為微衛(wèi)星位點數(shù); Pi和Pj分別為第i和第j個等位基因在群體中的頻率; m為等位基因數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 引物篩選結(jié)果

利用紅羅非魚群體混合DNA對22對微衛(wèi)星標記進行篩選, 電泳結(jié)果顯示16對微衛(wèi)星引物擴增出的條帶清晰、效果較好, 編號為: UNH104、GM354、UNH168、UNH231、UNH130、UNH106、GM271、UNH180、UNH216、UNH208、UNH925、GM552、UNH998、UNH159、GM201和UNH881。

2.2 五個紅羅非魚品系的等位基因數(shù)和有效等位基因數(shù)

表 2結(jié)果表明, 16個微衛(wèi)星標記在5個紅羅非魚群體中均表現(xiàn)多態(tài), 共檢測到146個等位基因, 其中佛羅里達品系111個、珍珠白品系115個、馬來西亞品系108個、關(guān)島品系105個、明月品系137個;明月品系的平均有效等位基因數(shù)最高, 為6.1330;佛羅里達品系、珍珠白品系、馬來西亞品系、關(guān)島品系的平均有效等位基因數(shù)分別為4.4881、4.7338、4.7817和4.1495, 說明5個紅羅非魚品系均具有較高的遺傳多態(tài)性。

2.3 五個紅羅非魚群體的等位基因頻率

從表 3可以看出, 佛羅里達品系在GM354位點處于平衡狀態(tài); 珍珠白品系在UNH104位點處于平衡狀態(tài); 馬來西亞品系在UNH104位點處于平衡狀態(tài), 在GM354、UNH881位點處于不平衡狀態(tài); 關(guān)島品系在GM354位點處于平衡狀態(tài), 在UNH104、UNH168和GM271位點處于不平衡狀態(tài); 明月品系在GM354、UNH168、GM271和UNH881位點處于平衡狀態(tài), 在UNH130位點處于不平衡狀態(tài); 其余位點在各群體中均處于不平衡狀態(tài)。

表 2 各微衛(wèi)星位點的等位基因數(shù)及有效等位基因數(shù)Tab. 2 Number of alleles and effective number of alleles

表 3 五個紅羅非魚群體的χ2檢測Tab. 3 Chi-square test of 5 red tilapia populations

2.4 五個紅羅非魚群體的平均雜合度和多態(tài)信息含量

PIC和He均為度量群體遺傳變異的主要指標。從表 4中可知, 佛羅里達、珍珠白、馬來西亞、關(guān)島、明月品系的平均雜合度(He)均較高, 分別為0.7610、0.7661、0.7728、0.7491和0.8247; 其平均多態(tài)信息含量(PIC)分別為0.7061、0.7131、0.7212、0.6939和0.7840(PIC＞0.5), 均表現(xiàn)為高度多態(tài), 高度多態(tài)位點占總位點比例為93.75%、93.75%、100%、100%和93.75%, 說明5個紅羅非魚群體均具有豐富的遺傳多態(tài)性。

2.5 五個紅羅非魚群體間的遺傳距離

表 5結(jié)果顯示, 關(guān)島品系與珍珠白品系遺傳相似性指數(shù)最低, 為0.6171, 遺傳距離為0.4827, 說明這2個群體間親緣關(guān)系最遠; 馬來西亞品系與佛羅里達品系遺傳相似性指數(shù)最高, 為0.9069, 遺傳距離為0.0977, 說明這2個群體間親緣關(guān)系最近。

根據(jù)5個紅羅非魚群體間的遺傳距離, 利用UPGMA法繪制遺傳聚類樹(圖 1), 結(jié)果顯示佛羅里達、馬來西亞、珍珠白、明月、關(guān)島5個品系中, 佛羅里達與馬來西亞先聚成一支, 二者再與珍珠白聚在一起, 接著三者與明月聚在一起, 最后, 四者與關(guān)島聚到一起。由此可看出, 關(guān)島與其他4個品系的親緣關(guān)系最遠, 佛羅里達與馬來西亞的親緣關(guān)系最近。

3 討論

遺傳雜合度(H)、平均有效等位基因(Ne)、多態(tài)信息含量(PIC)是反映群體遺傳多樣性的高低,衡量群體遺傳變異的主要參數(shù)[26]。本實驗中, 5個紅羅非魚群體的平均雜合度分別為0.7610、0.7661、0.7728、0.7491和0.8247, 均比尼羅羅非魚(0.644)、奧利亞羅非魚(0.091)、以色列紅羅非魚(0.526)[27]、莫桑比克羅非魚(0.5248)[17]等的要高, 與Romana-Eguia等[20]報道的紅羅非魚(NIFIred品系)遺傳雜合度類似。5個紅羅非魚群體的平均有效等位基因為4.4881、4.7338、4.7817、4.1495和6.1330, 均高于尼羅羅非魚(4.11)、奧利亞羅非魚(1.33)、以色列紅羅非魚(3.44)[27]、莫桑比克羅非魚(2.93)[17]。Botstein等[28]最早提出了衡量基因變異程度高低的多態(tài)信息含量指標: 當PIC＞0.50 時, 該位點為高度多態(tài)位點, 0.25＜PIC＜0.50時為中度多態(tài)性位點, PIC＜0.25 時為低度多態(tài)位點。5個紅羅非魚群體的平均PIC值分別為0.7061、0.7131、0.7212、0.6939和0.7840, 均大于0.5, 與尼羅羅非魚(0.580)、奧利亞羅非魚(0.077)、以色列紅羅非魚(0.466)[27]、莫桑比克羅非魚(0.4308)[17]等相比較均偏高。因此可

以看出5個紅羅非魚群體總體的遺傳多樣性處于較高水平, 具有較大的育種潛力。造成5個紅羅非魚群體遺傳多樣性偏高的原因可能是因為紅羅非魚為屬間雜交選育的品種, 有遺傳變異增加的情況。已有報道證明雜交后代的遺傳多樣性會比親本更高。周翰林等[29]發(fā)現(xiàn)兩種雜交子一代(青龍斑和虎龍斑)的遺傳多樣性水平較親本明顯增強。李傳陽等[30]利用12個微衛(wèi)星標記分析表明, 斑鱖(♀)×鱖(♂)雜交后代群體的遺傳雜合性均高于斑鱖與鱖。袁文華等[31]也證明了奧尼雜交子代的遺傳雜和度(H)和多態(tài)信息含量(PIC)比親本更高。郭瑄等[32]研究顯示吉麗羅非魚(尼羅羅非魚♀×薩羅羅非魚♂)的有效等位基因數(shù)(Ne)、Nei’s基因多樣指數(shù)(H)和多態(tài)信息含量(PIC)值等群體遺傳多樣性指標都大于尼羅羅非魚和薩羅羅非魚。

表 4 五個紅羅非魚群體16個微衛(wèi)星座位的遺傳變異分析結(jié)果Tab. 4 Estimation of genetic variability of 5 red tilapia populations at 16 microsatellite loci

表 5 五個紅羅非魚群體間的Nei’s遺傳距離及遺傳相似性指數(shù)Tab. 5 Nei’s genetic distance and genetic identity among 5 red tilapia populations

圖 1 五個紅羅非魚群體親緣關(guān)系的聚類圖Fig. 1 Dendrogram of 5 red tilapia populations based on Ds by using UPGMA method

哈迪-溫伯格定律(Hardy-Weinberg Equilibrium)是指在理想狀態(tài)下, 各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在遺傳中是穩(wěn)定不變的, 即保持著基因平衡。在本實驗中, 16個微衛(wèi)星衛(wèi)點在5個紅羅非魚群體大多處于不平衡狀態(tài)或極不平衡狀態(tài), 偏離了哈迪-溫伯格定律。不平衡或極不平衡的原因可能是紅羅非魚本身為雜交品種, 易引起遺傳突變; 也可能是由于可供選育的親本有限, 易出現(xiàn)創(chuàng)造者效應(Founder effect)和瓶頸效應(Bottleneck effect)。

遺傳相似系數(shù)和遺傳距離是評價群體間遺傳差異大小的重要參數(shù), 常用來描述群體間的遺傳關(guān)系遠近和綜合遺傳差異。根據(jù)Thorp[33]提出的理論可知, 不同物種間遺傳相似性指數(shù)為0.2—0.8, 同種群體間為0.8—0.97。在本實驗中, 珍珠白品系、佛羅里達品系、馬來西亞品系的遺傳相似性指數(shù)均高于0.8, 表明這3個品系可能屬于同種群體, 而關(guān)島品系與明月品系的遺傳相似性指數(shù)在0.2—0.8, 說明這2個群體可能屬于2個獨立的種群。而5個紅羅非魚群體間的遺傳距離結(jié)果也表明, 關(guān)島品系與珍珠白品系遺傳距離最大, 為0.4827, 說明這2個群體間親緣關(guān)系最遠; 馬來西亞品系與佛羅里達品系遺傳距離最小, 為0.0977, 聚類圖中兩者再與珍珠白聚在一起, 接著三者與明月聚在一起。本研究中5個紅羅非魚群體的遺傳背景并不明確, 尤其是紅羅非魚本身為雜交選育品種, 這對紅羅非魚的選育造成了很大困難。為了更好地指導紅羅非魚選育, 還需在本文的基礎上利用線粒體DNA標記和微衛(wèi)星標記技術(shù)對下一代群體進行深入研究。

[1]Chen S Z, Ye W. Study on the imported tilapias in China [J]. Chinese Journal of Zoology, 1994, 29(3): 18—23 [陳素芝, 葉衛(wèi). 我國引進的羅非魚類的初步研究. 動物學雜志, 1994, 29(3): 18—23]

[2]Li X J, Li S F, Feng J H, et al. Preliminary study on salinity tolerance of Israel red tilapia [J]. Journal of Shanghai Fisheries University, 2003, 12(3): 205—208 [李學軍,李思發(fā), 馮金海, 等. 以色列紅羅非魚耐鹽性的初步研究. 上海水產(chǎn)大學學報, 2003, 12(3): 205—208]

[3]Yang H, Zhu W B, Dong Z J, et al. Morphological variation analysis of three populations of red tilapia [J]. Journal of Shanghai Ocean University, 2015, 24(5): 678—684 [楊慧, 朱文彬, 董在杰, 等. 3個紅羅非魚群體的形態(tài)差異分析. 上海海洋大學學報, 2015, 24(5): 678—684]

[4]Chen T, Xu G X, Huang K. Analysis on fatty acid compositions in muscle of fry, male and female parent fish (Oreochromis sp) [J]. Journal of Southern Agriculture, 2013, 44(5): 850—853 [陳濤, 徐高驍, 黃凱. 紅羅非魚稚魚與雌雄親魚肌肉脂肪酸組成分析. 南方農(nóng)業(yè)學報, 2013, 44(5): 850—853]

[5]Chen T. Comparison of fatty acid composition between fry and female tilapia Oreochromis sp during spawning season [J]. Fisheries Science, 2013, 32(10): 585—589 [陳濤. 紅羅非魚魚苗與繁殖期雌魚脂肪酸組成的分析. 水產(chǎn)科學, 2013, 32(10): 585—589]

[6]He J Z, Chen Z, Teng Y, et al. The comparison test on growth of different red tilapia strains in a pond [J]. South of China Agriculture, 2016, (10): 181—182 [何金釗, 陳詔, 滕云, 等. 不同品系紅羅非魚池塘養(yǎng)殖生長對比試驗. 南方農(nóng)業(yè), 2016, (10): 181—182]

[7]Gong C P, Zhu W B, Liu H L, et al. Effect of dietary astaxanthin on carotenoid content and deposition rate in tissues of red tilapia [J]. Journal of Shanghai Ocean University, 2014, 23(3): 417—422 [公翠萍, 朱文彬, 劉浩亮,等. 飼料中添加蝦青素對紅羅非魚各組織類胡蘿卜素含量和沉積率的影響. 上海海洋大學學報, 2014, 23(3): 417—422]

[8]Zhang T S, Jiang T, Kong J, et al. The growth performance of the hybridization offspring of Israel strain red tilapia and other tilapia populations in sea water [J]. Progress in Fishery Sciences, 2015, 36(3): 56—61 [張?zhí)鞎r,姜濤, 孔杰, 等. 以色列紅羅非魚與其他羅非魚群體雜交子一代在海水中生長性能分析. 漁業(yè)科學進展, 2015, 36(3): 56—61]

[9]Lu C W, Yuan C G, Ruan C X, et al. Reciprocal test of red tilapia and nile tilapia in freshwater and brine with the salinity of 9‰ [J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2014, 42(8): 2330—2334 [陸成偉, 袁重桂, 阮成旭, 等. 淡水和9‰鹽度條件下紅羅非魚和尼羅羅非魚正反交試驗. 安徽農(nóng)業(yè)科學, 2014, 42(8): 2330—2334]

[10]Zhu W B, Liu H L, Chen Z Z, et al. Effects of cooling temperature stress on serum biochemical indexes inmalaysian red tilapia (Oreochromis mossambicus×O. niloticus) [J]. Chinese Journal of Fisheries, 2013, 26(5): 16—20 [朱文彬, 劉浩亮, 陳作志, 等. 水產(chǎn)學雜志, 2013, 26(5): 16—20]

[11]Sun X W, Zhang X F, Zhao Y Y, et al. Development and application of microsatellite markers in aquatic species [J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2008, 15(4): 689—703 [孫效文, 張曉鋒, 趙瑩瑩, 等. 水產(chǎn)生物微衛(wèi)星標記技術(shù)研究進展及其應用. 中國水產(chǎn)科學, 2008, 15(4): 689—703]

[12]Pang M X, Yu X M, Tong J G. The microsatellite analysis of genetic diversity of five silver carp populations in the three gorges reservoir of the Yangtze river [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2015, 39(5): 869—876 [龐美霞,俞小牧, 童金茍. 三峽庫區(qū)5個鰱群體遺傳變異的微衛(wèi)星分析. 水生生物學報, 2015, 39(5): 869—876]

[13]Wang J J, Tong J G, Zhang Y G, et al. Study on the genetic diversity of two wild populations of Megalobrama pellegrini (Teleostei, Cyprinidae) [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2014, 38(5): 975—979 [王瑾瑾, 童金茍, 張耀光, 等. 厚頜魴兩個野生群體遺傳多樣性分析. 水生生物學報, 2014, 38(5): 975—979]

[14]Yang K, Cheng W W, Gao Y A, et al. Parentage analysis of F2selective generation in mandarin fish using microsatellites [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2015, 39(6): 1231—1235 [楊 凱, 成為為, 高銀愛, 等. 翹嘴鱖F2家系選育及微衛(wèi)星親子鑒定. 水生生物學報, 2015, 39(6): 1231—1235]

[15]Zhong J X, Li J Q, Zhong R, et al. ISSR analysis on genetic relationships of five nile tilapia O. niloticus populations [J]. Journal of Fujian Fisheries, 2012, 34(5): 349—353 [鐘建興, 李金秋, 鐘然, 等. 5個尼羅羅非魚群體遺傳關(guān)系的ISSR分析. 福建水產(chǎn), 2012, 34(5): 349—353]

[16]Zhang T, Lu M X, Ye X, et al. The Genetic structure of four populations of Oreochromis aureus by microsatellite DNA analysis [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2009, 33(3): 498—508 [張庭, 盧邁新, 葉星, 等. 四個奧利亞羅非魚群體的微衛(wèi)星分析. 水生生物學報, 2009, 33(3): 498—508]

[17]Song H M, Bai J J, Ye X, et al. Genetic diversity analysis of red Oreochromis mossambicus with microsatetlites and selection of differential loci between red O. mossambicus and O. niloticu [J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2008, 15(3): 400—406 [宋紅梅, 白俊杰, 葉星, 等. 橙色莫桑比克羅非魚微衛(wèi)星遺傳多樣性分析及其與尼羅羅非魚差異位點的篩選. 中國水產(chǎn)科學, 2008, 15(3): 400—406]

[18]Li J L, Li H X, Tang Y K, et al. Genetic difference analysis of two genetically improved farmed tilapia populations by using microsatellite marker [J]. Journal of Southern Agriculture, 2015, 46(1): 138—143 [李建林, 李紅霞, 唐永凱, 等. 利用微衛(wèi)星標記分析兩個吉富羅非魚群體的遺傳差異. 南方農(nóng)業(yè)學報, 2015, 46(1): 138—143]

[19]Ma Q N. Screening of TRAP markers and analysis of genetic diversity in red tilapia [D]. Thesis for Master of Science. Nanjing Agricultural University, Nanjing. 2012 [馬慶男. 紅羅非魚生長相關(guān)TRAP分子標記篩選及其遺傳多樣性分析. 碩士學位論文, 南京農(nóng)業(yè)大學, 南京. 2012]

[20]Romana-eguia M R R, Ikeda M, Basiao Z U, et al. Genetic diversity in farmed Asian Nile and red hybrid tilapia stocks evaluated from microsatellite and mitochondrial DNA analysis [J]. Aquaculture, 2004, 236(1—4): 131—150

[21]Karuppannan K V, Noraida I, Oyyan S. An assessment on red tilapia stocks in Malaysia using microsatellite markers [J]. International Journal of Fisheries & Aquaculture, 2013, 5(5): 78—82

[22]Cnaani A, Ron M, Zilberman N, et al. Geno-me-scan analysis for quantitative trait loci in an F2tilapia hybrid [J]. Molecular Genetics and Genomics, 2004, 272(2): 162—172

[23]Lee B Y, Hulata G, Koche T D. Two unlinked loci controlling the sex of blue tilapia (Oreochromis aureus) [J]. Heredity, 2004, 92(6): 543—549

[24]Cnaani A, Ron M, Hulata G, et al. Fishing in silico: Searching for tilapia genes using sequences of microsatellite DNA markers [J]. Animal Genetics, 2002, 33(6): 474—476

[25]Zhang Y D, Gan X, Tang Z S, et al. Analysis of genetic diversity in six tilapia populations [J]. Journal of Northwest A & F University (Natural Science Edition), 2010. 38(10): 58—66 [張永德, 甘西, 唐章生, 等. 6個羅非魚群體的遺傳多樣性及遺傳關(guān)系研究. 西北農(nóng)林科技大學學報(自然科學版), 2010, 38(10): 58—66]

[26]Xiao T Y, Zhang X W, Zhang H Y, et al. RAPD analysis of genetic diversity on genomic DNA among 4 species of Pelteobagrus of Dongting Lake [J]. China Biotechnology, 2004, 24(3): 85—89 [肖調(diào)義, 張學文, 章懷云, 等. 洞庭湖四種黃顙魚基因組DNA遺傳多樣性的RAPD分析. 中國生物工程雜志, 2004, 24(3): 85—89]

[27]Li L H, Yu D H, Huang G J, et al. Comparison of genetic diversity among stocks of Oreochromis niloticus, O. aureus and red tilapia based on microsatellite DNA [J]. Journal of Tropical Oceanography, 2012, 31(2): 102—109 [李莉好, 喻達輝, 黃桂菊, 等. 尼羅羅非魚Oreochromis niloticus、奧利亞羅非魚O. aureus和紅羅非魚群體遺傳多樣性的比較. 熱帶海洋學報, 2012, 31(2): 102—109]

[28]Botstein D, White R L, Skolnick M. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms [J]. American Journal of Human Genetics, 1980, 32(3): 314—331

[29]Zhou H L, Zhang Y, Qi X, et al. SSR analysis of the heterosis in the two grouper hybrids [J]. Journal of Fisheries of China, 2012, 36(2): 161—169 [周翰林, 張勇, 齊鑫, 等. 兩種雜交石斑魚子一代雜種優(yōu)勢的微衛(wèi)星標記分析. 水產(chǎn)學報, 2012, 36(2): 161—169]

[30]Li C Y, Xu M Y, Zhao J L. et al. Microsatellite analysis of genetic characteristics in spotted Mandarinfish Siniperca schezeri ♀× Mandarinfish S. chuatsi ♂ Hybrids [J]. Fisheries Science, 2014, 33(2): 97—102 [李傳陽, 許淼洋, 趙金良, 等. 斑鱖(♀)×鱖魚(♂)雜交后代遺傳特征的微衛(wèi)星分析. 水產(chǎn)科學, 2014, 33(2): 97—102]

[31]Yuan W H, Liu L, Liu C W, et al. Microsatellite analysis of Oreochromis niloticus, Oreochromis aureus and their hybrids [J]. Modem Agricultural Sciences, 2009, 16(6): 27—30 [袁文華, 劉麗, 劉楚吾, 等. 奧尼羅非魚及其親本的微衛(wèi)星分析. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學, 2009, 16(6): 27—30]

[32]Guo X, Li X J, Nie G X, et al. The genetic variation analysis of microsatellite among the Gili Tilapia (Oreochromis niloticus ♀ × Sarotherodon melanotheron ♂) and its parents [J]. Sichuan Journal of Zoology, 2013, 32(3): 321—324 [郭瑄, 李學軍, 聶國興, 等. 吉麗羅非魚(尼羅羅非魚♀ × 薩羅羅非魚♂) 及其兩親本遺傳變異的微衛(wèi)星分析. 四川動物, 2013, 32(3): 321—324]

[33]Thorp J P. The molecular dock hypothesis: Biochemical evolution, genetic differentiation, and systematic [J]. Annual Review of Ecology Systematics, 1982, 13(1): 139—168

GENETIC DIVERSITY ANALYSIS IN FIVE RED TILAPIA POPULATIONS

HE Jin-Zhao, CHEN Zhao, CHEN Zi-Gui, XU Hong-Fei, ZHAO He-Yong and Lü Ye-Jian
(Guangxi Introduction and Breeding Center of Aquaculture, Nanning 530031, China)

The genetic diversity and phylogenetic relationships among five breed varieties of red tilapia (GD, ZZ, FL, MY, ML) were analyzed by using 22 pairs of microsatellite primers. Stable and clear amplification bands could be amplified in 16 pairs of primers from 5 red tilapia populations by PCR. 16 pairs of microsatellite DNA primers which were selected and proved to amplify successfully on red tilapia by pre-experiment were used. The genetic diversity index of 5 red tilapia populations showed that: a total of 146 alleles were detected from 16 microsatellite markers. The average allele numbers ranged from 6.5625 to 8.5625 and the average effective allele numbers ranged from 4.1495 to 6.1330, respectively. The expected value of average heterozygosities ranged from 0.7491 to 0.8247 and the average polymorphism information contents were ranged from 0.6939 to 0.7840, respectively. Chi-square tests showed that most loci in the 5 red tilapia groups deviated from Hardy-Weinberg equilibrium. The largest genetic distance (0.4827) and the lowest genetic similarity index (0.6171) were found between red tilapia (GD) and red tilapia (ZZ), which suggested a farthest phylogenetic relationship between these two groups. On the other hand, the highest genetic similarity index (0.9069) and the lowest genetic distance (0.0977) were found between red tilapia (FL) and red tilapia (ML), which indicated a closer phylogenetic relationship between these two populations. Phylogenetic relationship of the five populations was analyzed by using UPGMA methods and the results showed that red tilapia (FL) and red tilapia (ML) populations were clustered in the first group, the red tilapia (ZZ) in the second group, the red tilapia (MY) in the third group, while the red tilapia (GD) was in a separate group. Such results indicated that the five red tilapia populations maintained relatively high genetic diversity and still had potential for breeding.

Red tilapia; Microsatellite DNA; Genetic diversity; Genetic relationship

Q346+.5

A

1000-3207(2017)02-0326-08

10.7541/2017.40

2016-06-27;

2016-11-14

廣西科技計劃項目(桂科AB16380029); 廣西科學研究與技術(shù)開發(fā)計劃項目(桂科能14121008-1-6); 廣西水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)局漁業(yè)生產(chǎn)項目[桂漁牧財(2013)35、桂漁牧財(2014)52、桂漁牧財(2015)21]; 廣西水產(chǎn)遺傳育種與健康養(yǎng)殖重點實驗室開放課題(GXKL-AQUA-2014-07)資助 [Supported by the Science and Technology Projects in Guangxi Zhuang Autonomous Region (GKAB16380029); the Scientific research and Technological Development Projects in Guangxi Zhuang Autonomous Region (GKN14121008-1-6); Fisheries Production Project of Aquatic Animal Husbandry and Veterinary Bureau of Guangxi Zhuang Autonomous Region [GYMC(2013)35, GYMC(2014)52, GYMC(2015)21]; Open Fund of Guangxi Key Laboratory of Aquatic Genetic Breeding and Healthy Aquaculture (GXKL-AQUA-2014-07)]

何金釗(1976—), 男, 廣西平南人; 本科, 工程師; 主要從事水產(chǎn)養(yǎng)殖引種育種等工作。E-mail: Hjz5301010@163.com

呂業(yè)堅(1961—), 男, 碩士, 高級工程師; 主要從事水產(chǎn)育種研究工作。E-mail: lvyejian@163.com