海湾扇贝微卫星标记的开发及遗传连锁图谱的构建

海湾扇贝（Argopecten irradians）不连续分布于美国大西洋沿岸和墨西哥湾沿岸，自1982年以来北部亚种（A. i. irradians）和南部亚种（A. i. concentricus）被先后引进到中国，由于其生长速度快、繁殖周期短和适宜温度范围广的特点，迅速成为我国海水养殖的重要品种。近年来飞速发展的分子标记技术为优良品种的选育注入了新的活力，相对于传统的表型选择来说，标记辅助选择不易受环境的影响，尤其是对于低遗传力性状和后期表达的性状，能增强选择效率，提高选择的准确度，缩短育种周期。本文通过构建海湾扇贝微卫星富集文库获得大量的微卫星DNA序列，筛选多态的微卫星标记构建了海湾扇贝的遗传连锁图谱，并应用复合区间作图法对生长相关性状进行了QTL定位。 本研究利用富集文库-菌落原位杂交法筛选海湾扇贝微卫星DNA，吸附(AC)15和(AG)15探针的尼龙膜捕捉并富集含有微卫星序列的片段，菌落原位杂交结果显示阳性克隆率达到40%，测序比对后获得521个独立的阳性克隆，其中微卫星506个，小卫星15个。微卫星中，完美型248个，占49.0%，非完美型216个，占42.7%；复合型42个，占8.3%；AG/TC重复占大多数（356个，70.4%），AC/TG重复有150个（29.6%）。设计合成了382对引物，利用38个海湾扇贝个体对其中15个微卫星位点进行了遗传多样性评价，不同位点扩增得到的等位基因数从3到7个不等，期望杂合度和观测杂合度的范围分别为0.198~0.813和0.083~0.833，实验结果表明富集文库-菌落原位杂交法适合大规模筛选微卫星标记。 利用8个微卫星标记对海湾扇贝1个野生种群和3个养殖群体的遗传多样性与分化进行了比较和分析。8个位点共扩增得到35个等位基因，平均每个位点4.38个等位基因，平均有效等位基因数为2.30，平均观测杂合度和期望杂合度分别为0.41和0.46。相比于野生群体（美国），养殖群体（北卡罗来那、浙江和胶南）的等位基因数和杂合度都有所降低，在封闭环境下养殖19代的浙江群体等位基因数丢失最严重，共有9个等位基因丢失（25.7%）。经过多代人工养殖后，海湾扇贝养殖与野生群体之间和养殖群体之间出现了明显的遗传分化，胶南群体与野生群体的遗传距离最大，而胶南群体与浙江群体的遗传距离已经超过了胶南群体（北部亚种）和北卡罗来那（南部亚种）群体的遗传距离，这种分化将有利于海湾扇贝的杂交选育。 利用167个微卫星标记和1个壳色标记，以海湾扇贝2个全同胞F1代为作图群体，构建了海湾扇贝的性别遗传连锁图谱。整合的雌性连锁图谱含有118个标记，覆盖了16个连锁群，每个连锁群含有的标记数目从4到16个不等，平均每个连锁群上有7.4个标记，图谱总长度为761.0 cM，标记间的平均间隔为8.55 cM，图谱的覆盖率为73.5%；整合雄性连锁图谱含有126个标记，覆盖了17个连锁群，每个连锁群含有的标记数目从2到11个不等，平均每个连锁群上有7.4个标记，图谱总长度为729.1 cM，标记间的平均间隔为6.75 cM，图谱的覆盖率为74.7%。雌性亲本的重组率高于雄性，雌雄亲本共享标记间的重组率比值为1.18：1。偏分离标记在性别间呈现不对称分布，雄性亲本的偏分离高于雌性亲本，可能与雄性亲本来源于亚种间杂交的遗传背景相关。 利用海湾扇贝微卫星遗传连锁图谱在两个作图家系中对5个生长性状的QTL进行了定位，5个生长性状的表型相关均达到极显著水平（P < 0.01），Pearson相关系数均超过0.781，总重、壳长、壳宽、壳高和壳重的QTL（LOD > 2.0）的数目分别为8、6、6、7和6个。这些QTL成簇分布于CC5家系的LG1、LG3、LG4、LG8和CC10家系的LG1、LG3、LG6、LG8、LG9连锁群，单个QTL可解释的表型方差为5.5%到29.2%，QTL成簇分布现象说明这些生长相关的性状可能具有共同的遗传基础，家系特异性QTL暗示在不同的遗传背景和环境下存在不同的主效QTL。本研究定位的QTL，尤其在两个家系中共享的QTL为下一步分子标记辅助选择提供了参考区间。

凡纳滨对虾分子标记筛选、连锁图谱构建和QTL定位

利用AFLP和微卫星标记，以凡纳滨对虾F1全同胞家系为作图群体，构建了凡纳滨对虾的雌性和雄性遗传连锁图谱并对生长相关性状体长和体重进行了QTL分析。利用经过筛选的108对AFLP引物组合，对亲本和94个子代个体进行了分离分析。共得到2041个多态AFLP标记（1:1分离）。平均每个引物组合产生20个多态片段。有826个AFLP标记偏离孟德尔遗传（40.5%, P<0.05）。所筛选的100个微卫星标记中有30个在家系中有作图信息，分别有24个和20个位点可以用于母本和父本的作图。对父母本β-1，3-葡聚糖结合蛋白(BGBP)，脂多糖和葡聚糖结合蛋白(LGBP)和蜕皮抑制激素（MIH）等基因片段进行序列分析得到一些可用于构建连锁图谱的SNP标记。 对所有的分离标记进行了连锁分析，分别绘制了凡纳滨对虾的雌性和雄性连锁图谱。雌性连锁图谱的框架图有319个遗传标记组成，分布于45个连锁群，其中AFLP标记300个，微卫星位点18个，性别标记一个，连锁群长度从29.5cM到260.0cM, 每个连锁群含4－16个标记。图谱长度为4134.4 cM, 各连锁群平均图距在7.6到25.9 cM之间，总平均图距为15.1 cM。有267个标记（含14个微卫星）整合到雄性框架图上。 雄性框架图也含45个连锁群，长度从14.2cM到161.1cM, 图谱长度为3220.9 cM, 各连锁群平均图距在4.1到25.5 cM之间，总平均图距为14.5 cM。 作图群体所有个体的性别均作为标记整合到雌雄分离信息中，在94个F1个体中，54个为雌虾，40个是雄虾。在雌性图谱第29连连锁群上，性别与三个微卫星标记紧密连锁（v1f148, v145f120, v95f166）, 图距分别为6.6, 8.6 和8.6cM, 相应LOD值分别为17.8 14.3 和 16.4。 与雌性图相对应的是，雄性图谱未发现任何与性别连锁的标记。推测凡纳滨对虾的性别决定机制可能是ZW型，其中雌性为异配性别。 体长和体重均显示出连续变异的特点，显示这些与生长相关的性状都是典型的数量性状或多基因遗传。体重和体长符合正态分布且两性状之间存在着显著的相关性（P<0.001），Pearson 相关系数为0.95。在凡纳滨对虾雌性图谱和雄性图谱上，共定位了6个与体长和体重等生长性状相关的QTL，可解释的表型变异从15.1％到21.3％。共检测到3个与体长相关的QTL，包括两个正向效应的QTL和一个负向的QTL，分别定位到雌性的第6连锁群和雄性的第4和11 连锁群上。体重也检测到3个QTL，其中一个QTL加性效应是正向的，分别位于雌性的第6和7连锁群及雄性的第11连锁群上。QTL主要集中在雌性图谱的Fc6和Fc7及雄性图的Mc4和Mc11上。体长和体重的QTL定位结果中各有两个是十分相似的，其相邻的标记位点完全一样，只是相应的LOD值略有差异，还各存在两性状特异的一个QTL。大多QTL与相邻标记之间的距离只有0.1cM(仅Wfc7的距离较大)，为进一步的精细定位奠定了基础。 分子标记筛选、遗传图谱的构建及生长相关性状的QTL定位为我们下一步从事分子标记辅助选择育种,QTL精细定位和比较基因作图打下基础，并最终推动凡纳滨对虾的遗传改良。

肉食性鱼类补偿生长特性的研究

本文主要以花鲈[Lateolabrax．japonicus (C．& V．)]和褐牙鲆[Paralichthys olivaceus(T. & S.)]作为海洋肉食性鱼类的代表种类，根据鱼类生态生理学理论，通过设定不同饥饿时问下因子水平，研究两种鱼类摄食率、排粪率、转化效率和SGR等生态生理效率的状态变化。其目的在于研究高营养级鱼类在海洋生态系统中的下行控制作用(Top-down Effect)，以及肉食性鱼类的生态对策与鱼类资源补充机制的相互关系，为深入解析鱼类资源生产力及其持续利用海洋生物资源，提供科学依据。其主要研究结果概述如下：1．花鲈： 饥饿0(对照组)、4、8、12、16d后恢复投喂，过量投喂淡水桡足类，温度为19.5±2.0℃，初始体重为0.61-0.93g，平均体重为0．79g实验周期为28d。1.1饥饿时间对花鲈的体重损失率产生显著影响，受过饥饿的个体的湿重失率 (LR_W)与饥饿时间(t)的关系为：LR_W=2.2164t-3.6634(r~2=0.9767，p13d)的个体的排粪率显著大于其它各组，其它各组间排粪率差异不显著；2.2在整个实验周期36d内，对照组与经受3—8d饥饿的实验组的SGR显著大于经受饥饿时间大于lOd的实验组，饥饿3-8d的完全补偿生长，饥饿10-15d 的个体发生部分补偿生长，饥饿18d的个体不能补偿生长；经受饥饿个体的摄食率低于对照组；除了饥饿18d的个体的饵料转化率显著小于对照组外，其它各组的转化率没有显著差异；经受长时间饥饿(>13d)的个体的排粪率显著大于其它各组，其它各组问没有显著的差异。2．3平均体重为2．59g的褐牙鲆，饥饿至不可恢复点(PNR)的时间大于18d。3．花鲈和褐牙鲆在经受饥饿后的体重损失率与饥饿的时间正相关。在实验期间，花鲈体重损失率与饥饿时间成一次线性关系，褐牙鲆体重损失率与饥饿时间成对数函数关系。在饥饿后均会发生补偿生长。3.1比较研究结果，表明在适当时间饥饿后的个体均会发生补偿生长，其超生长速度与饥饿时间密切相关。花鲈在饥饿至不可恢复点的临界状态时发生最强烈的超生长现象，而褐牙鲆则是在饥饿3—5d后恢复投喂时可以观测到最高速度的超生长。3.2经受适当时间饥饿后的个体在短期内，其摄食率大于对照组的摄食强度。曾经饥饿的时间越长，花鲈在饥饿结束后的摄食率越高，褐牙鲆在饥饿结束后的高摄食率持续的时间越长。3.3经受适当时间饥饿后的个体，在短期内的转化率均会大于对照组的转化 效率，且随饥饿时间而加强；高转化效率持续的时间与饥饿时间无关。褐牙鲆的高转化率持续的时间很短，且很快下降至低于对照组的水平，其下降程度与饥饿时问成正相关，经受过度饥饿的花鲈和褐牙鲆转化率显著低于对照组。3．4花鲈的补偿生长是饵料转化率提高的结果；而褐牙鲆的补偿生长的原因则因其经受的饥饿程度而异。从饥饿后恢复投喂较短的时间周期(4d和6d)看，花鲈和褐牙鲆的补偿生长是转化率和摄食率共同提高的结果；但从饥饿后恢复投喂较长的时问周期(12d和1 8d)看，经受短期(4-8d)饥饿的花鲈的补偿生长是转化率显著提高的结果，而经受长期(12d)饥饿的花鲈的补偿生长是转化率显著提高的结果，褐牙鲆则是摄食率显著提高的结果。3．5从整个实验周期来看，对花鲈的饥饿降低了其生长速度和饵料转化率，但对褐牙鲆的短期饥饿(<8d)不会降低其生长速度，也不会影响一定时间(3-13d)饥饿的个体的饵料转化率。

Identification of quantitative trait loci for growth-related traits in the Pacific abalone Haliotis discus hannai Ino

The locations and effects of quantitative trait loci (QTL) were estimated for nine characters for growth-related traits in the Pacific abalone (Haliotis discus hannai Ino) using a randomly amplified polymorphic DNA (RAPD), amplification fragment length polymorphism (AFLP) and SSR genetic linkage map. Twenty-eight putatively significant QTLs (LOD > 2.4) were detected for nine traits (shell length, shell width, total weight, shell weight, weight of soft part, muscle weight, gonad and digestive gland weight, mantle weight and gill weight). The percentage of phenotypic variation explained by a single QTL ranged from 8.0% to 35.9%. The significant correlations (P < 0.001) were found among all the growth-related traits, and Pearson's correlation coefficients were more than 0.81. For the female map, the QTL for growth were concentrated on groups 1 and 4 linkage maps. On the male map, the QTL that influenced growth-related traits gathered on the groups 1 and 9 linkage maps. Genetic linkage map construction and QTL analysis for growth-related traits are the basis for the marker-assisted selection and will eventually improve production and quality of the Pacific abalone.

Genetic mapping of size-related quantitative trait loci (QTL) in the bay scallop (Argopecten irradians) using AFLP and microsatellite markers

We constructed genetic linkage maps for the bay scallop Argopecten irradians using AFLP and microsatellite markers and conducted composite interval mapping (CIM) of body-size-related traits. Three hundred seventeen AFLP and 10 microsatellite markers were used for map construction. The female parent map contained 120 markers in 15 linkage groups, spanning 479.6 cM with an average interval of 7.0 cM. The male parent map had 190 markers in 17 linkage groups, covering 883.8 cM at 7.2 cM per marker. The observed coverage was 70.4% for the female and 81.1% for the male map. Markers that were distorted toward the same direction were closely linked to each other on the genetic maps, suggesting the presence of genes important for survival. Six size-related traits, shell length, shell height, shell width, total weight, soft tissue weight, and shell weight, were measured for QTL mapping. The size data were significantly correlated with each other. We subjected the data, log transformed firstly, to a principle component analysis and use the first principle component for QTL mapping. CIM analysis revealed one significant QTL (LOD=2.69, 1000 permutation, P<0.05) in linkage group 3 on the female parent map. The mapping of size-related QTL in this study raises the possibility of improving the growth of bay scallops through marker-assisted selection. (c) 2007 Published by Elsevier B.V.

Determination of five pharmacologically active compounds extracted from Rhodiola for natural product drug discovery with HPLC-APCI-MS

A rapid and sensitive liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry (HPLC-APCI-MS) assay for the determination of five pharmacologically active compounds (PAC) extracted from the traditional Chinese medicine, Rhodiola , namely salidroside, tyrosol, rhodionin, gallic acid, and ethyl gallate has been developed. In this method, PAC could be baseline separated and detected with DAD at 275 nm. The validation of the method, including sensitivity, linearity, repeatability, and recovery, was examined. The linear calibration curves were acquired with correlation coefficient >0.999 and the limits of detection LOD (at a signal-to-noise ratio=3:1) were between 0.058 and 1.500 mu mol/L. It was found, that the amounts of PAC varied with different species of Rhodiola . The established method is rapid and reproducible for the separation of five natural pharmacologically active compounds from extracts of Rhodiola with satisfactory results.