文 |江烟染
编辑 | 江烟染
前言
近年来，随着科技的发展和生物学研究的深入，微卫星DNA标记作为一种重要的分子遗传标记技术，被广泛应用于牙鲆亲本遗传距离与后代生长速度相关性分析中。
而牙鲆亲本的遗传距离和后代的生长速度关系着资源优化利用、育种改良和生产效率等重要问题。
然而微卫星DNA标记技术在牙鲆亲本遗传距离分析中具有独特优势，通过分析微卫星位点的遗传差异和相似性，可以计算遗传距离指数，从而准确量化牙鲆亲本之间的遗传距离。
还能通过与后代生长速度指标的关联分析，可以确定与生长速度密切相关的遗传性状，以及牙鲆亲本与后代之间可能存在的遗传效应。
这对于优化选育策略、改良品种性状以及提高生产效率具有重要意义。
牙鲆幼鱼
接下来，接下来小染将带大家一起来了解，卫星DNA标记技术对水产养殖业的变化有哪些？
水产养殖业的发展
水产养殖业近20年来得到了迅猛发展，养殖的规模不断增大，养殖的种类和产量也逐年增加，实现了大量养殖，如鱼、甲壳类的软体动物以及其他种类的无椎动物。
而水产养殖业选择育种是养殖的一大难题，因为在传统育种工作中为了保持准确的家系信息，每个家系都是单独养殖的。
但是，这种养殖方式不仅占用空间大，劳动强度高，更重要的是不同的环境效应，影响了不同家系的生长性状。
同时也使家系的遗传多样性大大降低一旦获得了可靠的家系信息不仅可以节约空间，减少工作强度，同时也可以避免近交引起的群体遗传多样性降低现象的出现。
对一些产量较高的养殖物种进行选择育种时，保持多代养殖个体准确的系谱信息是非常重要的。
在传统养殖工作中主要利用物理标签，如荧光颜料注射标记来标记不同的家系，以维持系谱信息。
但是这种方法存在很多缺点，例如微卫星分子标记，因其多态性检出率高、信息含量大、共显性标记、实验操作简单、结果稳定可靠等优点。
在群体遗传结构分析、濒危物种的保护、基因作图等领域具有很高的应用价值。
此外，微卫星分子标记在家系构建中的系谱认证、亲缘关系结构分析等方面也正发挥着巨大的作用。
根据相关人员利用6个微卫星DNA标记，对中国对虾的5个家系进行了系谱鉴别，还有人利用8个微卫星DNA标记，为大西洋鲜200个子代中95.6%的个体找到它们的亲代。
对虾虾苗
同时还指出利用4个高度多态性的微卫星DNA标记，就可以鉴别出200个子代中94.3%的亲子关系。
而微卫星DNA标记，作为调查物种遗传多样性和追踪系谱信息的有力工具，已经显现了其家系确认的作用。
之前的很多研究已经报道了，微卫星DNA标记在亲权分析、系谱认证和亲子关系分析中的应用价值。
例如，相关的一些专家利用4个微卫星DNA标记对虹鳟的250个子代个体，与100对可能的父母个本之间的亲子关系进行了分析。
虹鳟
结果为，约91%的子代成功的追踪到它们的父母个体，而另外一些专家利用微卫星DNA标记分析了，条斑星蝶和经放流后重新回的条斑星蝶的来源。
当然牙鲆也不例外，相关人员也利用了4个高度多态的微卫星DNA标记，对牙鲆养殖群体进行了亲子分析。
要知道，在牙鲆育种方面，国内外主要在分子标记筛选、遗传结构分析、遗传多样性评价、遗传图谱构建等方面进行了研究，而国内鲜少见到，关于微卫星DNA标记，在牙鲆上的研究。
牙鲆育种的需求
牙鲆，隶属于蝶形目、鲆科、牙鲆亚科是大陆、韩国和日本的主要经济鱼类，是天然捕捞的主要鱼类，在渔业生产中占有重要的地位。
随着牙鲆人工养殖业的迅速发展，而牙鲆苗种需求量逐年增大，因此牙鲆的育种工作引起了高度的重视。
在以往水产养殖鱼类的育种研究中，优良品种的获得主要通过系统选育或杂交育种等“传统”育种技术。
利用标记选择育种的设想虽然很早就被育种学家提出来了，但并没有得到足够的重视。
这是因为利用同工酶和其他蛋白质等标记，不仅仅数量少而且多态性低的标记，也没有产生明显的育种效果。
近年来数量众多的DNA分子标记技术，为直接从DNA水平上认识生物个体遗传差异，提供了强有力的工具。
用其分析，亲本间遗传距离与后代生长性状之间的关系，是水产育种研究的重要方向之一，使得基于标记的选择育种有了实现的可能。
要知道微卫星DNA标记是建立在PCR技术上的DNA标记，与其他DNA标记相比，具有遗传方式简单、共显性、多态性好、不需要大量的DNA且操作简便、重复性好、稳定可靠等特点。
因此，有许多与生长性状相关微卫星DNA分子标记研究的报道，如大菱鲆、中国对虾、大口黑鲈、鲤鱼等。
利用DNA分子标记分析亲本遗传距离，与子代生长性状关系的研究，多见于植物育种中。
目前在鱼类中尚未见到，亲本遗传距离与子代生长性之间关系的研究，更不用提牙鲆方面了。
利用8个日本普通牙鲆(JS)个体24个抗病牙鲆（RS）个为亲本，共产生28个杂交组合，使用21个微卫星DNA标记。
而牙鲆亲本中的雄鱼2尾、雌鱼6尾，在抗病牙鲆亲本中有雄鱼11尾，雌鱼13尾，杂交产生28个后代家系，以绝对增重率为准来量每个家系的生长速度。
并将28个家系划分为生长快速、生长较快、生长一般、生长较慢、生长最慢5个组。
之后，用21个微卫星DNA标记，对亲鱼基因组DNA样本进行PCR扩增、基因型分析、雌雄亲本间的遗传距离分析。
首先需要剪取32尾亲鱼的鳍条组织约50mg，利用酚或氯提取方法将基因组DNA提取出来。
再用1.0%的琼脂糖凝胶电泳和核酸测定仪，检测基因组DNA的质量和浓度，并将DNA的浓度稀释为100ng/uL，在-20C的物浓度下保存备用。
其中，在25uL的PCR反应体系中，含有1xPCR缓冲液和1.5mMMgCl2，约有100ng的基因组DNA。
而PCR反应程序为：94%预变性用时4min，还有94%变性用时30s，反应在基因扩增仪(PTC-200)上进行。
PCR反应结束后，采用6%的变性的聚丙烯酷胺、凝胶电泳分离，通过与DNA分子量准的比较来判读等位基因大小。
基因组DNA的电泳检测结果
利用POPgene1.31软件，计算32尾牙鲆亲本和180尾牙鲆子代，的多性微卫星位点的等位基因数(Aa)和Neis期望杂合度。
相关人员通过分析，来自于9个家系的180尾子代的微卫星带型，进行家系鉴定寻找家系特异性等位基因。
人的家系鉴定
之后又利用CERVUS2.0软件，对16尾牙鲆亲鱼和它们的180尾子代个体进行亲子关系分析，追踪子代的父母本。
将会发现，子代的基因型是完全基于亲本基因型，没有发生突变或者亲本子代间没有传递错误的情况下产生的。
而Simulation 分析基于8个位点的等位基因频率，分析结果用于下一步的亲子关系分析，将子代成功地分配给其“真实”的父母本。
所以，父母亲本双方基因型均未知的情况下，利用微卫星 DNA 标记排除候选父母的可能性叫第一排除率(Excl1)。
已知父母亲本一方基因型的情况下，正确排除候选父母的可能性，叫第二排除率(Exc12)。
同时，建立微卫星DNA标记数目，与将子代成功分配给其“真实”父母本的能力之间的关系图，这对于后续的牙鲜育种工作具有重要的指导意义。
提取出来的牙鲆亲鱼基因组DNA的部分检测结果如下图，由图可见DNA质量较高，经适度稀释后可应用于微卫星PCR扩增。
由21个微卫星DNA标记，共扩增出123个等位基因，平均每个位点扩增出约5.86个等位基因。
而EKOP17-Li位点扩增出的等位基因数最多15个，但Pod4.Pod7位点扩增出的等位基因数最少2个，因此等位基因的大小在126bp~296bp之间。
部分引物的扩增结果，如下图所示，21个微卫星位点的平均多态信息含量为0.6237PIC说明该亲鱼群体的传多样性水平比较高。
同时，该亲本鱼群体的平均期望杂合度也比较高，说明该亲本群体对环境变化的适应能力较强，具有较高的选育潜力，更有利于物种的稳定和延续。
这也表示牙鲆亲本在杂交子代牙鲆中具有很高的适配性，而适配性能由微卫星DNA标记分析出来。
牙鲆亲本间的遗传多样性性
微卫星 DNA 标记分析，已验证扩增效果好且分辨率高，电泳条带清晰如下图。
其中，32尾亲和180尾子代，在8个位点的等位基因数计算结果如下图。
亲本群体和子代群体在8个微位点，扩增得到的等位基因总数分别为72、62，而亲本群体和子代群体，平均每个位点的等位基因数分别为9和7.75。
但由于，亲本群体的期望杂合度在0.7251~0.8721范围之间，平均为0.8044，以及子代群体的期望杂合度在 0.6496~0.8407 范围之间，平均为 0.7702。
可见，牙鲆解杂交子代群体的遗传多样性水平与亲本群体相比有所降低。
而这一结论是因为，利用微卫星分子标记对牙鲆亲本间遗传距离与其后代生长速度作相关分析。
发现最小遗传距离为生长较的32号家系，最传距离为生长较慢的23号家系，平均遗传距离为0.760。
而绝对增重率大值(0.478)为生长最快的19号家系，最小值(0.180)为生长最的10号家系，平均绝对增重率为0.301。
根据研究发现在不同遗传距离范围内，亲本遗传距离与后代生长速度之间存在着不同的相关性。
首先在遗传距离在0.2578~05958范围之间时，亲本遗传距离与后代生长速度显著正相关，相关系数为0.630，在此范围内，随着亲本间遗传距离的增大，后代的生长速度呈现上升的趋势。
其次，在06099~0.6604范围之间时，亲本遗传距离与后代生长速度间没表现出显著的相关性。
最后，在0.6640~0.9773范围之间时，亲本遗传距离与后代生长速度显著负相关(p<0.05)，相关系数为-0.760，在此范围内，随着亲本间遗传距离的增大,后代的生长速度反而呈现下降的趋势。
这是因为传统育种能够比较成熟的应用物理标记，来追踪家系以控制近亲繁殖、获得优良选育结果，如大西洋和中国明对虾。
但是多数水生动物因初生时个体非常小，无法进行物理标记，而经常给育种工作带来很多麻烦，影响了养殖业的经济收入。
水生生物——水母
事实上，养殖后代的优良性状主要来源于杂合基因间的相互作用，其遗传学基础在于双亲间的遗传差异。
亲本间遗传距离与其后代的生长表现具有一定的相关性，由此可指导亲本选配，但实际如何尚无报道。
结语
微卫星DNA标记作为一种有效的分子遗传标记技术，在牙鲆亲本遗传距离与后代生长速度相关性分析中发挥着重要的应用价值。
通过微卫星DNA标记的开发与应用，可以深入探究牙鲆亲本之间的遗传关系，了解其遗传多样性，从而揭示与后代生长速度相关的遗传基础。
首先，微卫星DNA标记，在牙鲆亲本遗传距离分析中具有直接的优势，我们能够计算遗传距离指数，准确量化牙鲆亲本之间的遗传距离。
这种遗传距离的计算可以基于微卫星位点基因型的相似性或差异性。
其次，微卫星DNA标记在后代生长速度相关性分析中的应用能够为我们提供重要的信息，可以确定与生长速度密切相关的遗传性状，并进一步研究其遗传基础。
这种分析可以帮助我们深入了解牙鲆亲本与后代间可能存在的遗传效应，发现遗传因素对后代生长速度的影响的程度和机制。
这对于优化选育策略、改良品种性状和提高生产效率具有重要意义。
在微卫星DNA标记，在牙鲆亲本遗传距离与后代生长速度相关性分析的应用中，我们同样需要注意一些问题。
首先标记位点的选择和筛选至关重要，因为不同的微卫星位点具有不同的多态性和变异性。
因此，在设计实验时需要选择具有高多态性和丰富信息的标记位点，以确保分析结果的准确性和可靠性。
其次样本数量的选择应充分考虑，以保证统计分析的可靠性和可重复性。
此外我们还需要确保后代生长速度的测量数据准确性，以保证分析结果的有效性和可信度。
总之微卫星DNA标记在牙鲆亲本遗传距离，与后代生长速度相关性分析中，具有重要的应用价值。
还能深入了解牙鲆亲本之间的遗传关系和遗传多样性，揭示牙鲆亲本与后代生长速度相关的遗传基础。
这有助于优化选育策略，改良品种性状，并为农业生产提供有效的遗传改良方法。