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黑龙江省完达山东部林区马鹿微卫星位点的筛选

野生动物Chinese Jouma1 of Wildlife 2010,31(2):59—62 黑龙江省完达山东部林区马鹿微卫星位点的筛选 张辉张明海 (东北林业大学野生动物资源学院, 罗理扬 哈尔滨,150040) 

摘要:利用黑尾鹿、白尾鹿等近缘物种的18对微卫星引物,对2个东北马鹿肌肉DNA样品和176个粪便DNA样品 进行扩增,通过毛细管电泳法筛选适合东北马鹿的微卫星位点。结果表明,其中3个位点为高度多态性位点 (PIC>0.5),1个为中度多态性位点(0.5>PIC>0.25)。共检测到26个等位基因片段,平均每个位点6.5个等位 基因。多态信息含量0.393~0.827,个体识别率0.643~0.958,累积个体识别率为0.9999,累积非父排除率为 0.9976。这4个多态性微卫星位点为东北马鹿的遗传研究提供了理论依据。 关键词:马鹿;微卫星位点:粪便DNA 中图分类号:Q75,Q959.842 文献标识码:A 文章编号:1000—0127(2010)02—059—05 

Selection of Microsatellite loci in Wapiti from Eastern Region of Wanda Mountains Zhang Hui Zhang Minghai Luo Liyang (College of wildlife Resources,Northeast Forestry University,Harbin,150040,China) 

Abstract:18 pairs of DNA primers of microsatellites from black—tailed and white tailed deer were used to amplify DNA mic— rosatellite of muscle of 2 wapiti(Cervus elaphus xanthopygas)and 176 samples of feces of wapiti.Amplified products of 3 pairs of 1 8 pairs of primers were highly polymorphic in capillary electrophoresis and 1 was medium polymorphic.26 allelic loci were tested,with 6.5 alleles per locus,polymorphic range 0.393 to 0.827,discrimination range 0.643 to 0.958,total power of discrimination 0.9999 and the probability of paternity exclusion was 0.9976.The above 4 loci were capable of applying to ge- netic research of wapiti. Key words:Wapiti;Microsatellite DNA;PCR amplification 

马鹿(Cervus elaphus xanthopygus)是我国东北地区 典型的林栖大型有蹄类动物,为国家Ⅱ级重点保护野生 动物,在阔叶红松林生态系统中发挥着重要的生态作 用 ,并具有很高的经济价值。 微卫星(microsatellite DNA),也被称为短串联重复 (short tandem repeats,STR),是指以1~6个核苷酸为基 本重复单位的串联重复序列 J,广泛存在于真核生物基 因组中,长度较短,多在400 bp以下,易于聚合酶链式 反应(PCR)扩增,在动物的个体识别、亲子鉴定、基 因连锁分析、群体遗传研究和遗传性疾病诊断等方面正 发挥着巨大的作用 。 为了从微卫星DNA中得到有效的生物学信息,就必 须进行微卫星分析,多态性微卫星位点的获得是微卫星 分析的关键。对于多态性微卫星位点,不同的等位基因 表现为不同长度的扩增片段。目前已经发展出多种电泳 技术来检测等位基因大小,主要有聚丙烯酰胺凝胶电 泳、荧光标记一毛细管电泳技术等。毛细管电泳法 (capillary electrophoresis,CE)是近几年崛起的高效快速 的分离分析技术。此法最主要的优点是快速、微量、分 辨率高、重复性好、易于定量和自动化。毛细管电泳法 对于微卫星的分型非常稳定和精确。将多重PCR产物在 同一根毛细管中电泳,所能容纳的位点数多达16个。另 外,选用的分子量标准与待测样品在同一根毛细管中电 泳,更增加了片段长度测量的精确度。更有文献表明荧 光标记全自动测序技术进行微卫星分型的灵敏度高于聚 丙烯酰胺凝胶电泳 。 基金项目:国家自然科学基金资助项目(30870309);黑龙江省自然科学基金重点项目(ZJN一0501 第一作者简介:张辉,女,25岁,硕士研究生;主要从事野生动物分子生物学方面的研究。 通讯作者:张明海,E—mail:zhangminghai2004@126.eom 张辉等:黑龙江省完达山东部林区马鹿微卫星位点的筛选 2期 微卫星DNA多态位点为马鹿等有蹄类动物的遗传结 构和多样性等研究提供了新的分子研究方法。我国鹿科 动物粪便DNA研究刚刚起步,目前已有马鹿粪便DNA 提取质量¨ 、利用粪便DNA鉴定马鹿性别El4]和种群大 小 等方面的研究,但尚未见关于东北马鹿微卫星位点 筛选的专门报道。因此,本文旨在筛选高效的马鹿多态 性微卫星位点,为马鹿的遗传多样性保护工作提供重要 的科学依据。 1材料与方法 1.1实验材料 本实验的176个马鹿粪便样品和2个肌肉样品均来 自黑龙江省完达山东部林区。采集粪便样品时,每堆随 机选取l0粒粪球,戴一次性PE手套将其装入封口袋 中。由于正值冬季,气温一15℃~一30%,所以取样期 间将样品保存于室外避光环境中。带回实验室立即保存 于一20℃冰箱中。 1.2 DNA提取及检测 粪便样品DNA的提取使用德国QIAGEN公司的粪便 DNA提取试剂盒(QIAamp DNA Stool Mini Kit)。肌肉样 品DNA的提取采用常规的酚/氯仿抽提法¨ 。提取结束 后取3 IxLDNA进行1.0%琼脂糖凝胶电泳,检验是否提 取成功。然后将DNA分装并保存于一20℃,使用时取小 包装保存于4℃。 1.3微卫星位点的选择 根据微卫星位点在近缘物种中的保守性,本实验选 择了曾在黑尾鹿和白尾鹿¨ I2 等物种中获得良好多态性 

的18对引物进行筛选(表1)。引物由上海生工生物工 程技术服务有限公司f Sangon)合成,并用灭菌双蒸水 配制成浓度为100 txmol/L的储存液备用。 

表1 18对微卫星位点引物序列 

1.4微卫星位点的初步筛选 反应体系总体积为20 :0.1 L Ex Taq HotStar、 2 L Ex Taq 10×Buffer、2 L dNTP、2 txL BSA(0.02 mL)、0.5 IzL上下游引物(10 pmol/L)、模板DNA,加 灭菌去离子水至体积为20 L。 反应条件:95℃预变性10 min,每个循环包括95℃ 变性30 s,51~60oC退火40 s,72℃延伸1 min,共40个 循环,最后72 ̄C延伸10 min,4 ̄C保存。 使用PCR扩增仪(GeneAmp PCR System 9700)进 行扩增,并设退火温度梯度和模板DNA浓度梯度,以寻 找各对引物的最适退火温度和模板DNA量。PCR产物 经1.0%琼脂糖凝胶电泳检测,经EB染色后,在凝胶成 

像系统中观察扩增效果,并拍照记录。判断各对引物是 否能够从东北马鹿肌肉DNA中扩增出特异性产物。选择 有阳性产物的引物扩增随机抽取的80份粪便DNA,并 电泳成像。 1.5筛选多态性高的微卫星位点 将初步筛选出的引物重新合成,在上游引物5 端分别 标记三色荧光FAM、HEX和TAMARA。使用176份粪便 DNA样品进行扩增。扩增产物取3 进行1.O%琼脂糖 凝胶电泳,检验PCR反应是否成功,失败的重新扩增。 为获取准确的基因型,本实验重复进行3次PCR扩增。 每3种不同荧光标记的阳性PCR产物按比例混合成 1组,每组5 L左右,低温送至北京基诺博实生物技术 野生动物Chinese Journal of Wildlife 2010,31(2):59—62 61 有限公司测定等位基因的大小,该公司使用ABI 3730基 因分析仪(ABI 3730 Genetic Analyzer)。 1.6数据处理 应用Cervus 3.0软件,统计各微卫星位点的等位基 因数目、杂合度、多态信息含量、个体识别率及非父排 除概率等参数。 

2结果与分析 2.1 DNA提取及检测 对2份肌肉DNA和176份粪便DNA进行1.0%琼脂 糖凝胶电泳(图la,b),结果显示,提取的肌肉DNA和 粪便DNA的质量都很高,完全可以用于马鹿的遗传分析。 M 1 2 M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1O 

2 000bp国20 0bp圆 

a b 图1 部分东北马鹿DNA琼脂糖凝胶电泳结果 a:肌肉DNA;b:粪便DNA。 2.2微卫星引物的初步筛选 本实验采用的l8对微卫星引物中有l0对在2份肌 肉DNA中均可扩增出清晰稳定的谱带。这10对引物中 有7对在176份粪便DNA中均可扩增出清晰稳定的条带 (图2)。 M 1 2 3 4 5 6 7 

图2 PCR产物电泳图 1.Cervidl;2N;3.K;4.BM203;5.BM848;在OCAM; 7.ILSTSO1l 2.3筛选多态性高的微卫星位点 

通过毛细管电泳和基因型分型(图3),使用Cervus 3.0软件进行分析(表2)。 

表2 4个微卫星位点的分析 

图3位点N的毛细管电泳峰值图 由图2可知,位点Cervidl、K和ILSqV.. ̄I1的等位基 因数均小于3,N、BM203、BM848和OCAM的等位基因 数在3~l1个之间,这4个微卫星位点共扩增出26个等 位基因,平均每个位点有6.5个等位基因,其中,位点 N的等位基因数为3个,BM848为7个,BM203为11 个,OCAM为5个。 4个微卫星位点的多态信息含量0.393~0.827,平 均为0.6463,其中,BM848、BM203和OCAM为高度多 态性位点(0.5>PIC),位点N为中度多态性位点 (0.5>PIC>0.25)。观测杂合度范围0.541~0.973,期 望杂合度范围0.496~0.857,平均期望杂合度为 0.7066,观测杂合度普遍高于期望杂合度。 4个位点的个体识别概率范围在0.643~0.958之 间,累积个体识别概率为0.9999。亲权排除概率范围 0.12~0.691,累积非父排除概率为0.9699(NE一1P) 和0.9976(NE一2P)。 

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