基于核糖体DNA序列的珊瑚共生虫黄藻基因型多样性与可塑性分析

发布时间：2022-09-28 14:44

　　珊瑚与其专性藻类伙伴（隶属虫黄藻属Symbiodinium的甲藻,统称虫黄藻zooxanthellae）的共生关系对珊瑚健康和珊瑚礁生态系统功能具有深远意义。近几十年来,人为引起的全球变暖和海洋酸化对珊瑚礁生态系统造成了多重压力,导致珊瑚白化现象（珊瑚-藻共生关系的破坏）更频繁更严重地发生。共生藻适应性转变被普遍认为是珊瑚应对环境胁迫的一种防御机制。因此,了解虫黄藻的遗传多样性和共生灵活性是预测珊瑚能否适应未来气候变化的关键。目前对虫黄藻的全球多样性和功能有了越来越多的认识,但对中国南海珊瑚共生虫黄藻的分子调查仍很有限,尤其是在大范围的具地理差异海区的广泛采样方面。本论文利用二代高通量测序（next-generation sequencing,NGS）和荧光定量 PCR（qPCR）技术,以虫黄藻rDNA的内部转录间隔区2（internal transcribed spacer,ITS2）和/或核糖体大亚基基因（28S）为遗传标记,对中国东南沿海主要石珊瑚种的共生藻基因型进行了以下三方面研究:1.通过关键词搜索与数据挖掘,整合了 GenBank和若干个专业参考数据库中的虫黄藻ITS2相关... 

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语表
第1章 绪论
    1.1 珊瑚礁生态系统概述
        1.1.1 珊瑚起源与进化
        1.1.2 珊瑚钙化过程与原理
        1.1.3 珊瑚共生体概述
            1.1.3.1 珊瑚-藻共生的重要性
            1.1.3.2 共生藻基因型多样性
    1.2 全球变化对珊瑚礁生态系统的影响
        1.2.1 温度胁迫对珊瑚的影响
        1.2.2 海洋酸化对珊瑚的影响
        1.2.3 珊瑚白化
    1.3 虫黄藻对珊瑚响应环境胁迫的调控
第2章 虫黄藻ITS2 rDNA条形码数据库构建
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 技术路线图
        2.2.2 数据挖掘
            2.2.2.1 虫黄藻rDNA GenBank开放数据库
            2.2.2.2 虫黄藻ITS2专业参考数据库
        2.2.3 生物信息学分析
        2.2.4 ITS2 rDNA条形码数据库的构建
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 来自GenBank的虫黄藻rDNA序列的注释错误
        2.3.2 来自专业数据库的虫黄藻ITS2序列的冗余性
        2.3.3 虫黄藻ITS2定制数据库的效用
    2.4 小结
第3章 自然环境中珊瑚内共生虫黄藻基因型多样性
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 样品采集
        3.2.2 实验方法
            3.2.2.1 DNA提取与纯化
            3.2.2.2 珊瑚种类鉴定
            3.2.2.3 虫黄藻rDNA目的片段PCR扩增
            3.2.2.4 文库建立和二代高通量测序
    3.3 数据处理与分析
        3.3.1 质量筛选并去除嵌合体
        3.3.2 OTU聚类及物种注释
        3.3.3 高通量数据质控与下游分析
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 测序数据质控报告
        3.4.2 虫黄藻多样性指数
        3.4.3 虫黄藻支系种群结构
        3.4.4 虫黄藻亚支系种群结构
        3.4.5 虫黄藻系统进化及生物地理
    3.5 小结
第4章 高温胁迫对珊瑚内共生虫黄藻种群结构的影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验珊瑚及培养
        4.2.2 人工海水温度控制系统
        4.2.3 珊瑚生理
            4.2.3.1 珊瑚白化率测定
            4.2.3.2 虫黄藻最大光量子效率测定
        4.2.4 分子样品采集及DNA提取
        4.2.5 实时荧光定量PCR
        4.2.6 二代高通量测序
    4.3 数据处理与分析
        4.3.1 实时定量PCR数据分析
        4.3.2 高通量测序数据分析
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 珊瑚白化率
        4.4.2 虫黄藻光合效率
        4.4.3 高温胁迫下虫黄藻种群结构的动态变化
            4.4.3.1 基于28S荧光定量PCR的虫黄藻支系变化
            4.4.3.2 基于ITS2高通量测序的虫黄藻亚支系变化
    4.5 小结
第5章 总结与展望
    5.1 主要研究结果
    5.2 创新性与突破
    5.3 不足与展望
参考文献
附件
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]造礁石珊瑚白化相关功能基因的研究进展[J]. 黄晖,许昌有,袁涛.  热带海洋学报. 2013(04)
[2]南海珊瑚礁及其对全新世环境变化的记录与响应[J]. 余克服.  中国科学:地球科学. 2012(08)
[3]造礁石珊瑚共生藻的分子分类研究[J]. 刘丽,陈育盛,申玉春,刘楚吾.  海洋与湖沼. 2012(04)
[4]Low genetic diversity of symbiotic dinoflagellates（Symbiodinium） in scleractinian corals from tropical reefs in southern Hainan Island,China[J]. 1,2 Guo-Wei ZHOU 1,2Hui HUANG 1(Key Laboratory of Marine Bio-resources Sustainable Utilization,South China Sea Institute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510301,China) 2(Tropical Marine Biological Research Station in Hainan,Chinese Academy of Sciences,Sanya 572000,China).  Journal of Systematics and Evolution. 2011(06)
[5]珊瑚共生虫黄藻密度的季节变化及其与珊瑚白化的关系——以大亚湾石珊瑚为例[J]. 李淑,余克服,陈天然,施祺,陈特固.  热带海洋学报. 2011(02)
[6]造礁石珊瑚对低温的耐受能力及响应模式[J]. 李淑,余克服,施祺,陈天然,赵美霞.  应用生态学报. 2009(09)
[7]虫黄藻的分类和遗传多样性研究进展[J]. 董志军,黄晖,黄良民,李元超,邹仁林.  海洋通报. 2008(03)
[8]磷酸盐胁迫对造礁石珊瑚共生虫黄藻光合作用的影响[J]. 时翔,谭烨辉,黄良民,黄小平,李元超,董志军.  生态学报. 2008(06)



本文编号：3681854