方斑東風(fēng)螺3個選育世代遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)的微衛(wèi)星分析

梁 園, 付敬強, 沈銘輝, 駱 軒, 游偉偉, 柯才煥

方斑東風(fēng)螺3個選育世代遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)的微衛(wèi)星分析

梁 園1, 3, 付敬強2, 3, 沈銘輝4, 駱 軒1, 3, 游偉偉1, 3, 柯才煥1, 3

(1. 廈門大學(xué) 海洋與地球?qū)W院, 福建 廈門 361102; 2. 廈門大學(xué) 環(huán)境與生態(tài)學(xué)院, 福建 廈門 361102; 3. 廈門大學(xué) 福建省海洋經(jīng)濟生物遺傳育種重點實驗室, 福建 廈門 361102; 4. 海南省海洋與漁業(yè)科學(xué)院 海南省熱帶海水養(yǎng)殖技術(shù)重點實驗室, 海南 ?？?571126)

采用12個多態(tài)性微衛(wèi)星標(biāo)記對方斑東風(fēng)螺()泰國選育系TF4～TF6連續(xù)3代選育群體的遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。3個群體的多態(tài)信息含量分別為0.730、0.717和0.708, 均高于0.5, 表現(xiàn)出較高的多態(tài)性。平均等位基因數(shù)()、有效等位基因數(shù)(e)、觀測雜合度(o)、期望雜合度(e)和Shannon’s信息指數(shù)()的變化范圍分別為11.667～12.583、6.334～6.915、0.658～0.672、0.737～ 0.787和1.837～2.003, 整體呈降低趨勢, 但差異并不顯著(>0.05)。分子方差分析結(jié)果顯示, 群體間的遺傳變異僅占總變異的0.95%; 群體間的遺傳分化系數(shù)(st)介于0.00569～0.01324, 處于低等分化水平(st0.05)。主坐標(biāo)分析和STRUCTURE分析結(jié)果顯示, 3個群體呈現(xiàn)出相似的遺傳背景和遺傳結(jié)構(gòu)。以上研究結(jié)果表明, 經(jīng)過連續(xù)多代的人工選育, 方斑東風(fēng)螺選育群體保持著較高的遺傳多樣性水平, 遺傳變異和遺傳分化水平較低, 遺傳結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定, 仍具有較高的遺傳選育潛力。

方斑東風(fēng)螺(); 選育群體; 微衛(wèi)星標(biāo)記; 遺傳多樣性; 遺傳結(jié)構(gòu)

方斑東風(fēng)螺()俗稱花螺, 是生活于熱帶、亞熱帶海域的腐肉食性淺海底棲腹足類動物[1], 在中國主要分布于海南、廣東、廣西、福建和臺灣等東南沿海地區(qū)[2, 3]。方斑東風(fēng)螺不僅生長速度快, 肉質(zhì)鮮美, 氨基酸含量高, 還富含人體所需的EPA和DHA[1], 深受消費者的喜愛。目前, 方斑東風(fēng)螺已成為中國重要的經(jīng)濟貝類養(yǎng)殖品種[4, 5]。隨著其養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展, 養(yǎng)殖過程中個體大小差異大, 生長速度減緩, 抗逆性差以及病害頻發(fā)等問題日益突出[4, 6], 因此, 培育出生長速度快、抗逆性強的方斑東風(fēng)螺優(yōu)良養(yǎng)殖品種具有十分重要的意義。

選擇育種作為一種傳統(tǒng)的育種方法, 能夠有效改善育種目標(biāo)性狀[7]。在人工選育過程中, 部分不利基因被淘汰, 與目標(biāo)性狀相關(guān)的基因逐漸趨向于純合, 選育群體的遺傳結(jié)構(gòu)逐漸趨向于穩(wěn)定, 遺傳基礎(chǔ)會逐漸得到純化[8-10]。但與此同時, 選育可能導(dǎo)致群體遺傳多樣性水平出現(xiàn)不同程度的下降, 而較低的遺傳多樣性則不利于物種的生存和適應(yīng)[11-13]。為了對方斑東風(fēng)螺進(jìn)行遺傳改良, 從2011年開始, 本實驗室對其開展了生長性狀相關(guān)的群體選擇育種研究。此前, FU等[14]對該選育系TF0-TF33代選育群體進(jìn)行了遺傳多樣性分析, 結(jié)果表明, 經(jīng)過連續(xù)3代的人工選育, 選育群體的遺傳多樣性水平略有下降, 但差異不顯著。但是, 再次經(jīng)過連續(xù)3代的選育, 該選育系各世代群體的遺傳多樣性水平變化如何, 目前并不清楚。

微衛(wèi)星標(biāo)記具有種類多、分布廣、多態(tài)信息含量高、操作簡單等優(yōu)點[15], 已被廣泛應(yīng)用于大黃魚()[8]、刺參()[16]、太平洋牡蠣()[17]、文蛤()[18]、海灣扇貝()[19]、馬氏珠母貝()[20]等水產(chǎn)動物的遺傳多樣性分析。為了解人工選育對方斑東風(fēng)螺泰國選育群體TF4～TF6分子遺傳水平上產(chǎn)生的影響, 本研究采用12個微衛(wèi)星標(biāo)記對這3代選育群體的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析, 以期為進(jìn)一步的良種選育和遺傳改良提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

從2011年開始, 本實驗室針對生長性狀開展了連續(xù)6代的群體選擇育種研究。本研究所用到的選育群體(TF4、TF5、TF6)是2017—2020年連續(xù)3代從生長快的個體中截留親本選育而成, 選擇強度為10%, 具體方法見FU[14]的報道。從每代選育群體中隨機選取30個6月齡的樣品, 取適量腹足肌于無水乙醇中脫水保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 實驗內(nèi)容與方法

1.2.1 基因組DNA的提取

使用AxyPrep基因組DNA小量試劑盒提取方斑東風(fēng)螺的基因組DNA。利用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA的完整性, 使用NanoDrop 2000紫外分光光度計檢測DNA的濃度與純度, 于–20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 微衛(wèi)星引物的篩選

從已報道的文獻(xiàn)[14, 21-23]中篩選出12對多態(tài)性較好的微衛(wèi)星引物用以遺傳多樣性分析。利用FAM、HEX和ROX 3種不同顏色的熒光在上游引物的5’端進(jìn)行標(biāo)記, 熒光引物由上海生工生物工程有限公司合成。引物的詳細(xì)信息見表1。

1.2.3 PCR擴增與檢測

PCR反應(yīng)體系體積為25 μL, 包括: 10×PCR Buffer (含Mg2+)5.0 μL、dNTPs (10 mmol/L) 2.0 μL、上游引物(10 mmol/L) 1.0 μL、下游引物(10 mmol/L) 1.0 μL、rTaq DNA Polymerase (5 U/μL) 0.25 μL、模板DNA 2.0 μL和ddH2O 13.75 μL。

表1 12對微衛(wèi)星引物信息表

F. forward primer, 上游引物; R. reverse primer, 下游引物; N. pure, 連續(xù)的微衛(wèi)星序列; n. interrupted, 有間隔的微衛(wèi)星序列

PCR反應(yīng)程序為: 94 ℃ 3 min; 94 ℃ 30 s, 退火溫度30 s(引物退火溫度見表1), 72 ℃ 1 min, 30個循環(huán); 72 ℃ 10 min; 4 ℃保溫。

PCR產(chǎn)物經(jīng)1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測后, 將其置于凝膠成像系統(tǒng)中觀察是否擴增出目的片段。將PCR擴增產(chǎn)物送往上海生工生物工程有限公司, 使用ABI 3500xl基因分析儀進(jìn)行毛細(xì)管電泳, 檢測熒光信號; 使用軟件GeneMapper ID v3.2分析微衛(wèi)星位點的片段長度[14]。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

使用GenAlEx v6.5[24]計算等位基因數(shù)(number of alleles,)、有效等位基因數(shù)(effective number of alleles,e)、觀測雜合度(observed heterozygosity,o)、期望雜合度(expected heterozygosity,e)、Shannon’s信息指數(shù)(Shannon’s information index,)和固定系數(shù)(fixation index,)。使用PIC-CALC 0.6軟件計算多態(tài)信息含量(polymorphism information content,)。使用NeEsti-mator v2.0.1[25], 采用連鎖不平衡方法(linkage disequi-li-brium method)[26]和卡方檢驗估算有效群體大小(effect-tive population size,e), 最低等位基因頻率取0.01。

使用Arlequin v3.5[27]進(jìn)行分子方差分析(analysis of molecular variance, AMOVA), 計算群體間遺傳分化指數(shù)(st)。使用GenAlEx 6.5軟件[24]進(jìn)行主坐標(biāo)分析(principal coordinates analysis, PCoA)。使用STRUCTURE v2.3.4[28]分析群體遺傳結(jié)構(gòu), 采用混合模型(admixture model), 設(shè)定群體間等位基因頻率相關(guān); 設(shè)置值為1到3, 每個值重復(fù)估算10次; 設(shè)定運行參數(shù)MCMC的不作數(shù)迭代(lenth of Burnin period)為100 000次, 迭代后的MCMC (number of MCMC reps after Burnin)為500 000次。使用CLUMPP 1.1.2[29]進(jìn)行重復(fù)抽樣分析, 并使用Distruct 1.1[30]將其結(jié)果轉(zhuǎn)化為圖形。

2 結(jié)果

2.1 遺傳多樣性

12對微衛(wèi)星引物在連續(xù)3代選育群體(TF4、TF5和TF6)中共擴增獲得188個等位基因, 每個群體檢測到的總等位基因數(shù)分別為146、151和140, 每個微衛(wèi)星位點的等位基因數(shù)介于4～34。3個群體的遺傳多樣性參數(shù)如表2所示, 多態(tài)信息含量()分別為0.730、0.717和0.708, 均表現(xiàn)出較高的多態(tài)性(>0.5)[31]。另外, 等位基因數(shù)()、有效等位基因數(shù)(e)、觀測雜合度(o)、期望雜合度(e)和Shannon’s信息指數(shù)()的范圍分別為11.667±2.061～12.583±1.869、6.334±1.366～6.915±1.274、0.658±0.072～0.672±0.059、0.737±0.058～0.787±0.039和1.837±0.224～2.003±0.187。3個群體的平均觀測雜合度(o)均低于對應(yīng)的平均期望雜合度(e), 且平均固定系數(shù)()均大于0(表2), 表明存在雜合子缺失的情況?？偟膩碚f, 經(jīng)過連續(xù)3代的選育, 各遺傳多樣性參數(shù)的大小整體呈降低趨勢, 但世代間的差異并不顯著(>0.05)。

表2 方斑東風(fēng)螺3個群體的遺傳多樣性參數(shù)

注: a.同一字母表示群體間差異不顯著(>0.05)

此外, 獲得3個群體的有效群體大小(e)如表3所示, TF4～TF6依次為無窮大、223.0和628.9。

2.2 遺傳分化與變異

利用分子方差分析(AMOVA)和遺傳分化系數(shù)(st)對3個群體間的遺傳變異與遺傳分化進(jìn)行分析。AMOVA結(jié)果見表4, 絕大部分變異來源于各群體內(nèi)部(99.05%), 群體間的變異僅占總變異的0.95%。群體間的遺傳分化系數(shù)(st)介于0.005 69～ 0.013 24(表5), 其中TF4與TF5的遺傳分化水平最高(st=0.013 24), TF5與TF6的遺傳分化水平最低(st=0.005 69)且差異不顯著。根據(jù)White對遺傳分化系數(shù)的界定[32], 3個群體的遺傳分化均處于低等水平(st0.05)。

2.3 遺傳結(jié)構(gòu)變化

利用主坐標(biāo)分析(PCoA)比較3個群體的遺傳聚類(圖1)。所有個體重疊交錯分布, 群體間未表現(xiàn)出明顯的分離現(xiàn)象。STRUCTURE分析結(jié)果(圖2)顯示,=2或=3時, 3個群體均表現(xiàn)出相似的遺傳背景。遺傳分化和遺傳結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果保持一致, 即3個群體間的遺傳差異較小, 遺傳結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。

表3 方斑東風(fēng)螺3個群體的有效群體大小(Ne)

表4 方斑東風(fēng)螺3個群體的分子方差分析(AMOVA)

ST= 0.00953;<0.01

表5 方斑東風(fēng)螺3個群體的遺傳分化系數(shù)(Fst)

**.<0.01; ns.>0.05

圖1 方斑東風(fēng)螺3個群體的主坐標(biāo)分析(PCoA)

圖2 方斑東風(fēng)螺3個群體的STRUCTURE分析

3 討論

遺傳多樣性是生物多樣性的核心[33], 一般來說, 種群的遺傳多樣性越高, 其適應(yīng)環(huán)境的能力越強, 相應(yīng)的選育潛力也越大[34]。在針對生長性狀的人工選育過程中, 目的性狀相關(guān)基因會不斷趨于純合[35-37], 同時部分與適應(yīng)性和抗逆性相關(guān)的等位基因很容易丟失, 選育群體的遺傳多樣性可能會有所下降, 甚至發(fā)生近交衰退而失去繼續(xù)選育的價值[38]。選育群體的遺傳多樣性水平隨著選育世代的推進(jìn)而不斷下降的現(xiàn)象在太平洋牡蠣[39]、馬氏珠母貝[40]、中國對蝦()[41]、羅氏沼蝦()[42]、尼羅羅非魚()[43-44]等水產(chǎn)動物中均有報道。此前FU等[14]對方斑東風(fēng)螺海南和泰國兩個選育系(HT0～HT3, TH0～TH3)的遺傳多樣性水平進(jìn)行了比較分析, 結(jié)果顯示選育群體存在微弱但不顯著的下降趨勢。因此, 有必要繼續(xù)對方斑東風(fēng)螺人工選育過程中各世代群體遺傳多樣性的變化進(jìn)行監(jiān)測。

有效等位基因數(shù)和期望雜合度等參數(shù)是衡量選育群體遺傳多樣性水平的重要指標(biāo)[45]。本研究中, 由遺傳多樣性參數(shù)所揭示的3個群體的遺傳多樣性水平接近, 相比于TF4和TF5, TF6的遺傳多樣性水平略有下降, 但群體間的差異并不顯著(>0.05), 3個群體均保持著較高的遺傳多樣性水平。此前, FU等[14]利用10對微衛(wèi)星標(biāo)記獲得了TF0～TF34個群體的遺傳多樣性參數(shù), 其中等位基因數(shù)、有效等位基因數(shù)和Shannon’s信息指數(shù)的變化范圍分別為8.10±0.89～ 10.30±1.32、4.26±0.48～5.22±0.90和1.62±0.13～1.78±0.17;而本研究中TF4～TF6對應(yīng)參數(shù)的變化范圍分別為11.667±2.06～12.583±1.869、6.334±1.366～6.915±1.274和1.837±0.224～2.003±0.187, 高于TF0～TF3。本研究使用了12對微衛(wèi)星標(biāo)記, 與TF0～TF3相比有所增加, 微衛(wèi)星標(biāo)記數(shù)量和多態(tài)性的不同有可能是TF4～TF6部分遺傳多樣性參數(shù)升高的原因[46-48]。此外, 在養(yǎng)殖或選育群體中, 相比于等位基因數(shù)和有效等位基因數(shù), 短時間內(nèi)外界環(huán)境因素對雜合度的影響更小[39, 49]。NEI[50]認(rèn)為, 在小群體中, 期望雜合度是度量群體遺傳變異的最適參數(shù)。本研究中, TF4～TF6的期望雜合度(0.737±0.058～0.787±0.039)未表現(xiàn)出明顯的下降趨勢, 并且與TF0～TF3的水平較一致(0.726±0.040～ 0.759±0.028)。由此可見, 再次經(jīng)過連續(xù)3代的人工選育, 方斑東風(fēng)螺泰國選育群體仍保持著較高的遺傳多樣性水平, 具有一定的遺傳選育潛力。

有效群體大小往往是影響群體近交率和遺傳漂變率的重要參數(shù)[12]。在連續(xù)多代的人工選育過程中, 不合理的育種操作常常會引起選育群體有效群體數(shù)量下降而近交幾率上升[51]。為了解有效群體大小對遺傳多樣性變化的影響, LIND等[52]在珠母貝(.)的3個野生群體與5個人工培育群體中進(jìn)行了比較分析, 發(fā)現(xiàn)兩種群體的有效群體大小變化范圍分別為109.6～432.4和3.5～9.2, 而等位基因豐富度的變化范圍分別為12.6±1.4～14.0±1.2和7.5±1.1～9.4±1.4, 人工培育群體的等位基因豐富度與野生群體相對比減少了29%～44%。另外, 在南非鮑()的選擇育種中, 當(dāng)有效群體大小從F1的471.6減少到F2的52.5時, F2的等位基因大約減少了30%[53]。在FU等[14]的前期研究中, TF0～TF3的有效群體大小e從最初的436.0逐漸降至151.8, 且選育群體遺傳多樣性的降低并不顯著。而本研究中TF4～TF6的有效群體大小的變化為無窮大、223.0和628.9, 相對于TF3有所增加, 這可能是3個群體保持較高遺傳多樣性的原因之一。維持一定的有效群體數(shù)量能夠在一定程度上降低近交和遺傳多樣性損失所帶來的負(fù)面影響[49], 因此, 在后續(xù)的選育過程中仍需重視有效群體數(shù)量的管理。

眾多研究表明, 在選擇壓力的驅(qū)動下, 選育群體相鄰世代間的遺傳分化會逐漸減弱, 遺傳相似性逐漸升高, 遺傳結(jié)構(gòu)與選育性狀會逐漸穩(wěn)定[8, 37, 38]。本研究中3個群體整體的遺傳變異(0.95%)和遺傳分化水平(ST= 0.00953)很低, TF5與TF6的遺傳分化水平(st: 0.00569,0.05)與TF0～TF3中相鄰世代(st: 0.0103～0.0308)相比明顯下降[14]。此外, PCoA分析和STRUCTURE分析的結(jié)果均顯示出3個群體在遺傳結(jié)構(gòu)上的相似性。由此可知, 經(jīng)過連續(xù)多代的人工選育, 方斑東風(fēng)螺選育群體的遺傳分化和遺傳變異水平逐漸降低, 遺傳結(jié)構(gòu)逐漸趨于穩(wěn)定, 經(jīng)進(jìn)一步選育可望獲得較穩(wěn)定的品系。

4 結(jié)論

本研究利用12對微衛(wèi)星標(biāo)記對方斑東風(fēng)螺3代選育群體(TF4～TF6)的遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析比較。結(jié)果顯示, 方斑東風(fēng)螺選育群體的遺傳多樣性水平較高且未表現(xiàn)出明顯的下降趨勢, 遺傳變異與遺傳分化水平較低, 遺傳結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。連續(xù)多代的人工選育并未對其遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)造成不利影響, 該選育群體仍具有較高的遺傳選育潛力。在后續(xù)的選育進(jìn)程中, 可繼續(xù)保持一定的選擇強度, 同時應(yīng)注意增加有效親本的數(shù)量, 減少近交發(fā)生的幾率, 從而確保方斑東風(fēng)螺優(yōu)良性狀的穩(wěn)定遺傳。

[1] 許貽斌, 沈銘輝, 魏永杰, 等. 兩種東風(fēng)螺的營養(yǎng)成分分析與評估[J]. 臺灣海峽, 2008, 27(1): 26-32.

XU Yibin, SHEN Minghui, WEI Yongjie, et al. Analysis and evaluation of nutritional composition ofLink and[J]. Journal of Ocreanography in Taiwan Strait, 2008, 27(1): 26-32.

[2] 陳利雄, 吳進(jìn)鋒. 東風(fēng)螺的增養(yǎng)殖技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化前景[J]. 齊魯漁業(yè), 2004, 21(10): 9-11.

CHEN Lixiong, WU Jinfeng. Culture technique and industrial prospect of ivory shell[J]. Shandong Fisheries, 2004, 21(10): 9-11.

[3] 張漢華, 吳進(jìn)鋒, 陳利雄, 等. 東風(fēng)螺人工育苗、養(yǎng)殖及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景[J]. 南方水產(chǎn)科學(xué), 2004, 11: 2-5.

ZHANG Hanhua, WU Jinfeng, CHEN Lixiong, et al. Development prospect of artificial seedling, breeding and industrialization of[J]. South China Fisheries Science, 2004, 11: 2-5.

[4] 沈銘輝, 符芳霞, 呂文剛, 等. 海南省東風(fēng)螺養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和展望[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 43(26): 144- 145.

SHEN Minghui, FU Fangxia, LV Wengang, et al. The current situation ofspp. farming industry in Hainan and prospect outlook[J]. Journal of Anhui Agriculture Sciences, 2015, 43(26): 144-145.

[5] 梁飛龍, 毛勇, 余祥勇, 等. 方斑東風(fēng)螺人工育苗試驗[J]. 海洋湖沼通報, 2005, 1(14): 79-85.

LIANG Feilong, MAO Yong, YU Xiangyong, et al. Experiment on artificial breeding of(Lamarck)[J]. Transactions of Oceanology and Limno-logy, 2005, 1(14): 79-85.

[6] 王菁, 劉付柏, 許尤厚, 等. 基于轉(zhuǎn)錄組測序的方斑東風(fēng)螺單核苷酸多態(tài)性位點挖掘及功能注釋[J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報, 2021, 21(1): 111-118.

WANG Jing, LIU Fubo, XU Youhou, et al. SNP site biological analysis ofbased on RNA-seq technology[J]. Journal of Guangdong Ocean University, 2021, 21(1): 111-118.

[7] 張守都. 海灣扇貝的選擇和雜交育種[D]. 青島: 中國科學(xué)院海洋研究所, 2013.

ZHANG Shoudu. Selective and crossing breeding of Bay scallop,(Lamarck)[D]. Qingdao: Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, 2013.

[8] 趙廣泰, 劉賢德, 王志勇, 等. 大黃魚連續(xù)4代選育群體遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)的微衛(wèi)星分析[J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 2010, 34(4): 500-507.

ZHAO Guangtai, LIU Xiande, WANG Zhiyong, et al. Genetic structure and genetic diversity analysis of four consecutive breeding generations of large yellow croa-ker () using microsatellite marke-rs[J]. Journal of Fisheries of China, 2010, 34(4): 500- 507.

[9] 郭紅軍, 羅潔, 洪一江, 等. 人工選育池蝶蚌的生長及不同世代遺傳分析[J]. 水生生物學(xué)報, 2008, 32(2): 220-224.

GUO Hongjun, LUO Jie, HONG Yijiang, et al. Growth and genetic analysis on the selected breeding[J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2008, 32(2): 220-224.

[10] 鄭荷子, 易提林, 梁旭方, 等. 翹嘴鱖連續(xù)4代選育群體遺傳多樣性及遺傳結(jié)構(gòu)分析[J]. 淡水漁業(yè), 2013, 43(6): 8-12.

ZHENG Hezi, YI Tilin, LIANG Xufang, et al. Genetic structure and genetic diversity analysis of four cones-cutive breeding generations of[J]. Freshwater Fisheries, 2013, 43(6): 8-12.

[11] 于愛清, 施永海, 鄧平平. 長江刀鱭選育和野生群體遺傳多樣性的微衛(wèi)星分析[J]. 水產(chǎn)科技情報, 2019, 46(3): 121-125.

YU Aiqing, SHI Yonghai, DENG Pingping. Microsa-tellite analysis of genetic diversity of wild population and selection ofin the Yangtze River[J]. Aquatic Science and Technology Information, 2019, 46(3): 121-125.

[12] CHEN N, LUO X, LU C K, et al. Effects of artificial selection practices on loss of genetic diversity in the Pacific abalone,[J]. Aquaculture Research, 2017, 48(9): 4923-4933.

[13] XU L, LI Q, XU C X, et al. Genetic diversity and effe-ctive population size in successive mass selected generations of black shell strain Pacific oyster () based on microsatellites and mtDNA data[J]. Aquaculture, 2019, 500: 338-346.

[14] FU J Q, LV W G, LI W D, et al. Comparative assess-ment of the genetic variation in selectively bred generations from two geographic populations of ivory shell ()[J]. Aquaculture Research, 2017, 48(8): 1-14.

[15] 黎裕, 賈繼增, 王天宇. 分子標(biāo)記的種類及其發(fā)展[J]. 生物技術(shù)通報, 1999, 4: 19-22.

LI Yu, JIA Jizeng, WANG Tianyu. Types of molecular markers and their development[J], Biotechnology Information, 1999, 4: 19-22.

[16] 孫孝德, 孫國華, 袁延柱, 等. 刺參()野生及兩代選育群體間遺傳變異的微衛(wèi)星標(biāo)記研究[J]. 海洋與湖沼, 2016, 85(1): 92-99.

SUN Xiaode, SUN Guohua, YUAN Yanzhu, et al. Genetic variations of wild and selectively bred popula-tions of a sea cucumber[J]. Ocea-no-lo-gia et Limnologia Sinica, 2016, 85(1): 92-99.

[17] 王慶志, 孔令鋒, 李琪.長牡蠣3代人工選育群體的微衛(wèi)星分析[J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 2012, 36(10): 1529-1536.

WANG Qingzhi, KONG Lingfeng, LI Qi. Genetic variability assessed by microsatellites in mass selection lines of Pacific oyster ()[J]. Journal of Fisheries of China, 2012, 36(10): 1529-1536.

[18] 鄭培. 文蛤三個選育世代的多樣性研究[D]. 上海: 上海海洋大學(xué), 2013.

ZHENG Pei. Genetic diversity analisis of three gene-rations of selective breeding of[D]. Shanghai: Shanghai Ocean University, 2013.

[19] WANG L L, ZHANG H, SONG L S, et al. Loss of allele diversity in introduced populations of the herma-phroditic bay scallop[J]. Aqua-culture, 2007, 271(1/4): 252-259.

[20] 王愛民, 王嫣, 顧志峰, 等. 馬氏珠母貝()2個地理群體雜交子代的雜種優(yōu)勢和遺傳變異[J]. 海洋與湖沼, 2010, 41(1): 140-146.

WANG Aimin, WANG Yan, GU Zhifeng, et al. Heterosis and genetic variation of hybrids from two geographical populations of pearl oyster,[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2010, 41(1): 140-146.

[21] CHEN F, KE C H, WANG D X, et al. Isolation and characterization of microsatellite loci inand cross-species amplification in[J]. Molecular Ecology Resources, 2009, 9(2): 661-663.

[22] WANG Y, LU H, ZHENG J, et al. Eight polymorphic microsatellite markers for the spotted babylon,(Buccinidae)[J]. Genetics & Molecular Research, 2011, 10(4): 3230-3235.

[23] ZHANG N, YING Q, HUANG X Z, et al. Micro-satellite marker development and characterization in the spotted babylon,(Link, 1807): detection of duplicated loci at high frequency[J]. International Journal of Aquaculture, 2012, 2(2): 5-10.

[24] PEAKALL R, SMOUSE P E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for tea-ching and research-an update[J]. Bioinformatics, 2012, 28(19): 2537-2539.

[25] DO C, WAPLES R S, PEEL D, et al. NeEstimator v2: re-implementation of software for the estimation of contemporary effective population size (e) from genetic data[J]. Molecular Ecology Resources, 2014, 14(1): 209-214.

[26] WAPLES R S. A bias correction for estimates of effe-ctive population size based on linkage disequili-brium at unlinked gene loci[J]. Conservation Genetics, 2006, 7(2): 167-184.

[27] EXCOFFIER L, LISCHER H. Arlequin suite ver 3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows[J]. Molecular Eco-logy Resources, 2010, 10(3): 564-567.

[28] EARL D A, VONHOLDT B M. Structure harvester: a website and program for visualizing structure output and implementing the evanno method[J]. Conservation Genetics Resources, 2012, 4(2): 359-361.

[29] JAKOBSSON M, ROSENBERG N A. Clumpp: a clu-ster matching and permutation program for dealing with label switching and multimodality in analysis of population structure[J]. Bioinformatics, 2007, 23(14): 1801-1806.

[30] ROSENBERG N A. Distruct: a program for the gra-phical display of population structure[J]. Molecular Ecology Notes, 2003, 4(1): 137-138.

[31] BOTSTEIN D, WHITE R L, SKOLNICK M, et al. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms[J]. Ame-rican Journal of Human Genetics, 1980, 32(3): 314.

[32] WRIGHT S. Variability within and among natural popu-la-tions[M]. Chicago: University of Chicago Press, 1978.

[33] 錢迎倩. 生物多樣性研究的原理與方法[M]. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)出版社, 1994.

QIAN Yingqian. Principles and methods of biodiversity research[M]. Beijing: Science and Technology of China Press, 1994.

[34] 馬靜, 安永平, 王彩芬, 等. 遺傳多樣性研究進(jìn)展[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 56(1): 126-130.

MA Jing, AN Yongping, WANG Caifen, et al. Advances in genetic diversity research[J]. Shaanxi Agricultural Sciences, 2010, 56(1): 126-130.

[35] 張進(jìn), 梁旭方, 楊敏, 等. 2個鱖魚選育群體遺傳多樣性分析[J]. 水產(chǎn)科學(xué), 2014, 33(7): 447-450.

ZHANG Jin, LIANG Xufang, YANG Min, et al. Genetic structure and genetic diversity analysis of artifitial selection populations of mandarin fish[J]. Fisheries Science, 2014, 33(7): 447-450.

[36] 馬春艷, 馬洪雨, 馬凌波, 等. 凡納濱對蝦引進(jìn)群體和2個養(yǎng)殖群體遺傳變異的微衛(wèi)星分析[J]. 海洋漁業(yè), 2011, 31(1): 1-8.

MA Chunyan, MA Hongyu, MA Lingboet al. Micro-satellite analysis on genetic variation of importedpopulation and cultured stocks[J]. Marine Fisheries, 2011, 31(1): 1-8.

[37] YI T L, GUO W J, LIANG X F, et al. Microsatellite analysis of genetic diversity and genetic structure in five consecutive breeding generations of mandarin fish(Basilewsky)[J]. Genetics and Molecular Research, 2015, 14(1): 2600-2607.

[38] 馬冬梅, 蘇換換, 朱華平, 等. 華南鯉選育群體不同世代遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)的微衛(wèi)星分析[J]. 水生生物學(xué)報, 2018, 42(5): 887-895.

MA Dongmei, SU Huanhuan, ZHU Huaping, et al. Genetic diversity and genetic structure analysis of different selective breeding generations inusing microsatellite markers[J]. Acta Hydrobio-logica Sinica, 2018, 42(5): 887-895.

[39] HAN Z Q, LI Q, LIU S K, et al. Genetic variability of an orange-shell line of the Pacific oysterduring artificial selection inferred from microsa-tellites and mitochondrial COI sequences[J]. Aquaculture, 2019, 508(May): 159-166.

[40] 管云雁, 劉文廣, 何毛賢. 馬氏珠母貝選育群體4個世代的遺傳變異[J]. 中國水產(chǎn)科學(xué), 2013, 20(4): 764-770.

GUAN Yunyan, LIU Wenguang, HE Maoxian. Genetic variation during four generations of selective breeding in the pearl oyster[J]. Journal of Fishery Sciences of China, 2013, 20(4): 764-770.

[41] LI Z X, LI J, WANG Q Y, et al. The effects of selective breeding on the genetic structure of shrimppopulations[J]. Aquaculture, 2006, 258(1/4): 278-282.

[42] 董丁健, 戴習(xí)林. 羅氏沼蝦不同群體世代遺傳多樣性的SSR分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2020, 51(2): 421-428.

DONG Dingjian, DAI Xilin. SSR analysis on genetic diversity in different populations and generations of[J]. Journal of Southern Agriculture, 2020, 51(2): 421-428.

[43] 唐首杰, 李思發(fā), 趙金良.“新吉富”羅非魚選育后期世代遺傳潛力的微衛(wèi)星分析[J]. 海洋湖沼通報, 2018, 3: 120-131.

TANG Shoujie, LI Sifa, ZHAO Jinliang. Heritability analysis of the late selection generations of nile tilapia () NEW GIFT strain using micro-satellites[J]. Transactions of Oceanology and Limoolo-gy, 2018, 3: 120-131.

[44] 劉志剛, 曹建萌, 高風(fēng)英, 等. 羅非魚“粵閩1號”母本選育群體世代間遺傳差異的微衛(wèi)星分析[J]. 大連海洋大學(xué)學(xué)報, 2021, 36(1): 16-22.

LIU Zhigang, CAO Jianmeng, GAO Fengying, et al. Genetic differentiation analysis of maternal selective breeding generations of tilapia “Yuemin No. 1”using microsatellites[J]. Journal of Dalian Ocean University, 2021, 36(1): 16-22.

[45] 楊弘, 李大宇, 曹祥, 等. 微衛(wèi)星標(biāo)記分析羅非魚群體的遺傳潛力[J]. 遺傳, 2011, 33(7): 768-775.

YANG Hong, LI Dayu, CAO Xiang, et al. Genetic potential analysis of six Tilapia populations by micro-satellite DNA markers[J]. Hereditas (Beijing), 2011, 33(7): 768-775.

[46] 閆路娜, 張德興. 種群微衛(wèi)星 DNA 分析中樣本量對各種遺傳多樣性度量指標(biāo)的影響[J]. 動物學(xué)報, 2004, 50(2): 279-290.

YAN Luna, ZHANG Dexing. Effects of sample size on various genetic diversity measures in population genetic study with microsatellite DNA markers[J]. Acta Zoologica Sinica, 2004, 50(2): 279-290.

[47] 戴習(xí)林, 劉潔, 李晶晶, 等. 羅氏沼蝦種群SSR分析中樣本量及標(biāo)記量對遺傳多樣性指標(biāo)的影響[J]. 水產(chǎn)學(xué)報, 2017, 41(7): 1083-1095.

DAI Xilin, LIU Jie, LI Jingjing, et al. Effects of sample size and loci number on genetic diversity index inwith microsatellite markers[J]. Journal of Fisheries of China, 2017, 41(7): 1083-1095.

[48] 李歐, 趙瑩瑩, 郭娜, 等. 草魚種群SSR分析中樣本量及標(biāo)記數(shù)量對遺傳多度的影響[J]. 動物學(xué)研究, 2009, 30(2): 121-130.

LI Ou, ZHAO Yingying, GUO Na, et al. Effects of sample size and loci number on genetic diversity in wild population of grass carp revealed by SSR[J]. Zoological Research, 2009, 30(2): 121-130.

[49] HILLEN J E J, COSCIA I, VANDEPUTTE M, et al. Estimates of genetic variability and inbreeding in experimentally selected populations of European sea bass[J/OL]. Aquaculture, 2017, 479(March): 742-749.

[50] NEI M. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals[J]. Genetics, 1978, 89(3): 583-590.

[51] BEAUMONT A, BOUDRY P, HOARE K. Biote-chnology and genetics in fisheries and aquaculture[M]. Singapore: Wiley-Blackwell, 2010.

[52] LIND C E, EVANS B S, KNAUER J, et al. Decreased genetic diversity and a reduced effective population size in cultured silver-lipped pearl oysters()[J]. Aquaculture, 2009, 286(1/2): 12-19.

[53] RHODE C, MADUNA S N, ROODT-WILDING R, et al. Comparison of population genetic estimates amon-gst wild, F1 and F2 cultured abalone ()[J]. Animal Genetics, 2014, 45(3): 456-459.

Microsatellite analysis on genetic diversity and genetic structure of three successive selected generations of

LIANG Yuan1, 3, FU Jing-qiang2, 3, SHEN Ming-hui4, LUO Xuan1, 3, YOU Wei-wei1, 3, KE Cai-huan1, 3

(1. College of Ocean and Earth Sciences, Xiamen University, Xiamen 361102, China; 2. College of the Environment and Ecology, Xiamen University, Xiamen 361102, China; 3. Fujian Key Laboratory of Genetics and Breeding of Marine Organisms, Xiamen University, Xiamen 361102, China; 4. Hainan Academy of Ocean and Fisheries Sciences, Hainan Provincial Key Laboratory of Tropical Maricultural Technologies, Haikou 571126, China)

We analyzed the genetic diversity and genetic structure among three successive selected generations (TF4–TF6) ofusing 12 polymorphic microsatellite markers. Polymorphism information content () was 0.730, 0.717, and 0.708, showing relatively high polymorphisms (>0.5). Additionally, number of alleles (), effective number of alleles (e), observed heterozygosity (o), expected heterozygosity (e), and Shannon’s information index () ranged from 11.667 to 12.583, 6.334 to 6.915, 0.658 to 0.672, 0.737 to 0.787, and 1.837 to 2.003, respectively, suggesting an overall decreasing but not significant trend (0.05). Furthermore, analysis of molecular variance (AMOVA) showed that genetic variation among generations only accounted for 0.95% of the total variation, whilestranged from 0.00569 to 0.01324, belonging to the low differentiation level (st0.05). Moreover, principal coordinates analysis (PCoA) and STRUCTURE analysis illustrated a similar genetic background and genetic structure among the three generations. These results suggested that the three generations maintained a high level of genetic diversity after consecutive generations of artificial breeding, with a low level of genetic variation and differentiation and a stable genetic structure. The results also indicated that a highly selective potential still existed in the breeding populations of..

; selective population; microsatellite marker; genetic diversity; genetic structure

Oct. 7, 2021

S917.4

A

1000-3096(2022)10-0085-09

10.11759/hykx20211007003

2021-10-07;

2022-01-13

海南省重點研發(fā)項目(ZDYF2022XDNY234); 福建省科技計劃項目高校產(chǎn)學(xué)合作項目(2020N5001); 國家自然科學(xué)基金資助項目(32202900); 海南省熱帶海水養(yǎng)殖技術(shù)重點實驗室項目(TMTOF-202003)

[Hainan Province Science and Technology Special Fund, No. ZDYF2022XDNY234; Fujian Provincial S & T Project, No. 2020N5001; National Natural Science Foundation of China, No. 32202900; The Project of Hainan Provincial Key Laboratory of Tropical Maricultural Technologies, No. TMTOF-202003]

梁園(1998—), 女，滿族, 遼寧鳳城人, 碩士, 主要從事東風(fēng)螺遺傳育種研究, E-mail: liangyuan@stu.xmu.edu.cn; 柯才煥(1962—),通信作者, E-mail: chke@xmu.edu.cn

(本文編輯: 譚雪靜)