分子標(biāo)記技術(shù)在遺傳學(xué)研究中的應(yīng)用

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1、第一章文獻(xiàn)綜述1.我國大菱鲆養(yǎng)殖現(xiàn)狀概述大菱鲆主要產(chǎn)于大西洋東側(cè)沿岸，俗稱歐洲比目魚，在中國又稱“多寶魚”和“蝴蝶魚”，是名貴的低溫經(jīng)濟(jì)魚類，在魚類分類學(xué)上隸屬于硬骨魚類、鰈形目、鲆科、菱鲆屬，其屬于北歐冷水魚類。自然分布區(qū)北起冰島，南至摩洛哥附近的歐洲沿海，相對(duì)生產(chǎn)于北海、波羅的海、冰島和斯坎蒂納維亞半島附近海域。目前，英國、挪威、丹麥、法國、西班牙等國的生產(chǎn)量居世界前列，南美的智利也開始規(guī)?；B(yǎng)殖（庚莉萍,2003）。大菱鲆的特點(diǎn)是生長快，比一般比目魚厚，體內(nèi)無小骨亂刺，鰭條為軟骨，出肉率高，肉質(zhì)鮮嫩，味道鮮美，營養(yǎng)豐富，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，膠質(zhì)蛋白含量高，稱它為“海中雉雞

2、”。20世紀(jì)80年代和90年代，我國北方沿海魚類人工繁殖進(jìn)入全面、持續(xù)發(fā)展階段，經(jīng)過長期考察與對(duì)比分析，最后選定原產(chǎn)于大西洋東北部沿海的大菱鲆作為引種對(duì)象，同時(shí)創(chuàng)建了與之相匹配的“溫室大棚+深井海水”工廠化養(yǎng)殖新模式，為我國北方沿海開辟了一項(xiàng)全新的海洋產(chǎn)業(yè)。實(shí)踐充分證明，這一跨洋引種工程的學(xué)術(shù)意義和生產(chǎn)意義重大，其社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)學(xué)的綜合效應(yīng)良好，為我國水產(chǎn)引種翻開了新的一頁，并將在水產(chǎn)養(yǎng)殖界產(chǎn)生多方面的深遠(yuǎn)影響（雷霽霖，2002,2003）。目前，我國大菱鲆苗種生產(chǎn)已經(jīng)形成極具中國特色的苗種生產(chǎn)體系，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈基本實(shí)現(xiàn)了系列化、專業(yè)化和社會(huì)化生產(chǎn)經(jīng)營，有效地提高了育苗

3、成活率和降低了生產(chǎn)成本，現(xiàn)今苗種年產(chǎn)量接近2億，產(chǎn)地主要集中在山東省，占全國苗種生產(chǎn)總量的90%以上（數(shù)據(jù)來源于國家鲆鰈類體系年度報(bào)告）。養(yǎng)殖模式方面，以“溫室大棚+深井海水”工廠化養(yǎng)殖為主，2005年在山東等地開始嘗試“陸海接力”，即采用網(wǎng)箱短期養(yǎng)殖大菱鲆，至2011年全國大菱鲆網(wǎng)箱養(yǎng)殖面積達(dá)到156,200m2(其中山東省31,500m2,遼寧省3,200m2，福建省120,900m2)，產(chǎn)量1834噸；循環(huán)水養(yǎng)殖作為一種工業(yè)化程度最高的養(yǎng)殖模式，在大菱鲆養(yǎng)殖業(yè)中取得了長足進(jìn)步，先后在山東、天津、河北和遼寧等省市，構(gòu)建了多套大菱鲆封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，養(yǎng)殖效果良好。

4、現(xiàn)今大菱鲆養(yǎng)殖規(guī)模空前壯大，并由北方逐漸輻射到其他沿海各省，養(yǎng)殖面積已達(dá)230多萬,2010年養(yǎng)殖產(chǎn)量已達(dá)到6萬噸，占世界總產(chǎn)量的87.1%。然而由于大菱鲆養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，眾多的養(yǎng)殖業(yè)在毫無健康養(yǎng)殖理念的前提下，盲目追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展，片面擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模，任意增加養(yǎng)殖密度，引發(fā)了一系列相關(guān)的生態(tài)和社會(huì)問題；同時(shí)海水養(yǎng)殖正處于空間、水資源、能源和環(huán)境的巨大壓力下，等等這些問題嚴(yán)重影響了大菱鲆養(yǎng)殖業(yè)的健康、穩(wěn)定和快速發(fā)展。（王印庚2004）（王萍亞2007新形勢下的大菱鲆養(yǎng)殖……）作為一種早期創(chuàng)新型養(yǎng)殖模式，我國的鲆鰈類初級(jí)工廠化生產(chǎn)，歷時(shí)20年，已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)

5、大的規(guī)模，使我國一躍成為世界第一鲆鰈類養(yǎng)殖大國。要解決我國海水魚類養(yǎng)殖中存在的諸多問題，實(shí)現(xiàn)海水魚類養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，“發(fā)展養(yǎng)殖，種業(yè)先行”是養(yǎng)殖業(yè)一條亙古不變的法則，必須大力加強(qiáng)遺傳育種和良種選育工作，尤其要加強(qiáng)大菱鲆的良種選育、全雌花和雜交育種等方面的研究與開發(fā)，以培育抗逆性強(qiáng)、抗病力強(qiáng)、生長快、耐高溫或耐低溫的全人工良種，用以代替現(xiàn)有野生種的直接養(yǎng)殖（許可），是當(dāng)前鲆鰈類產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展工作的重中之重。世界主要鲆鰈類產(chǎn)業(yè)國也積極致力于新的遺傳資源、育種技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用等研究工作。1.高通量轉(zhuǎn)錄組測序研究概述隨著DNA測序技術(shù)的發(fā)展,新一代測序技術(shù)以其高通量、

6、低成本的特點(diǎn),成為越來越多的生物學(xué)研究者在開展工作時(shí)的首選。新一代高通量測序應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛的轉(zhuǎn)錄組測序，下面對(duì)其基本原理和流程、數(shù)據(jù)分析及其應(yīng)用進(jìn)行綜述。1.1.基本原理和流程轉(zhuǎn)錄組是指在一個(gè)生物體中所有基因表達(dá)后產(chǎn)物的總和。基于Illumina/Solexa高通量測序平臺(tái)的轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)能夠在單核苷酸水平對(duì)任意物種的整體轉(zhuǎn)錄情況進(jìn)行檢測，分析轉(zhuǎn)錄本結(jié)構(gòu)及基因表達(dá)水平(圖1-1)。圖1-1高通量轉(zhuǎn)錄組測序流程圖Fig.1-1High-throughputtranscriptomesequencingflowchart對(duì)于有基因組數(shù)據(jù)的，根據(jù)參考序列，比對(duì)分析后重新組裝

7、，稱為重測序，在多種已經(jīng)具有基因組序列的模式植物中多有應(yīng)用（CheungF，2006；WeberAP，2007）。對(duì)于沒有基因組數(shù)據(jù)的物種，要從頭組裝（BirolI，2009），將cDNA序列隨機(jī)打散，讀取各種長度的片段，按順序拼接，固體到有彈性的底物支架上，使之固定住并在陣列上疊連成群，最后將支架上的間隙填補(bǔ)，組裝成較長的可能有功能的序列。與已知序列對(duì)比分析，就可以確定具體的基因序列和基因功能，獲得表達(dá)基因（RobertsonG,2010）。1.2.數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用對(duì)于真核生物基因組的研究，與全基因組測序相比，由于少了內(nèi)含子等序列，轉(zhuǎn)錄組