东北黑蜂系统起源及对低温环境的适应性机制研究

发布时间：2020-09-15 12:50

　　东北黑蜂是我国优良的地方品种,具有产卵力强、抗寒等优点,但其品种来源尚不清楚,抗寒机制缺乏系统研究,而分类地位和遗传特征的不清晰给东北黑蜂的保护均会造成阻碍。本研究通过全基因组重测序技术、对自由水含量和游离脂肪含量的测定以及实时荧光定量PCR技术对东北黑蜂的系统起源及抗寒机制展开研究,以期明确东北黑蜂的分类地位和遗传特征,主要研究内容和结果如下:(1)本研究对东北黑蜂、远东黑蜂、珲春黑蜂、高加索蜂和中华蜜蜂5个蜂种共100只工蜂个体进行了全基因组重测序,并在公共数据库下载了卡尼鄂拉蜂、欧洲黑蜂、安纳托利亚蜂和意大利蜂4个蜂种共40个个体的重测序数据。测序共获得246.32 G原始数据,东北黑蜂重测序共获得54.49 G的数据量,其clean reads与参考基因组的平均比对率为97.32%,平均测序深度为18.0X,鉴定到东北黑蜂2114450个SNP,739093个InDel。(2)通过构建进化树、主成分分析和群体遗传结构分析,探究东北黑蜂的系统起源。结果表明东北黑蜂与远东黑蜂、珲春黑蜂亲缘关系最近,并且血统组成单一。证明东北黑蜂来可能源于远东黑蜂。(3)通过测定东北黑蜂和意大利蜂的自由水含量和游离脂肪含量分析东北黑蜂的抗寒能力。结果表明,二者自由水含量和游离脂肪含量差异均不显著(P0.05),表明二者对低温环境均产生了适应性,都形成了一定的抗寒机制。(4)利用Fstθπ选择消除分析,通过东北黑蜂和意大利蜂的比较,筛选东北黑蜂受选择区域,再结合GO富集分析和KEGG分析筛选抗寒相关的基因。结果筛选到2个与小分子抗寒物质积累相关的基因,即与葡萄糖积累有关的PH domain leucine-rich repeat-containing protein phosphatase 2 基因以及与磷脂代谢有关的 adenylate cyclase type 6基因。(5)利用荧光定量PCR技术分析东北黑蜂、东北地区意大利蜂和扬州地区意大利蜂抗寒相关基因的表达。结果表明,东北黑蜂Dachsous、HSP90和Hsc70-5基因的表达量显著高于扬州地区的意大利蜂和东北地区的意大利蜂(P0.05),而扬州地区的意大利蜂和东北地区的意大利蜂之间差异不显著(P0.05);东北黑蜂和东北地区的意大利蜂HSP 60和Hsc70-4基因的表达量显著高于扬州地区的意大利蜂(P0.05),东北黑蜂和东北地区的意大利蜂之间差异不显著(P0.05)。表明东北黑蜂的抗寒性强于意大利蜂,东北地区的意大利蜂的抗寒性又强于扬州地区的意大利蜂,说明环境可能会够影响甚至改变蜂种的抗寒性。本研究明确了东北黑蜂的分类地位,并发现东北黑蜂的抗寒性可能是其对低温环境的适应性,该研究对东北黑蜂遗传资源保护和实际生产具有一定意义。
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S891
【部分图文】：

基因组,质量检测,群体遗传结构,世系

逦扬州大学硕士学位论文逦逡逑利用ｆｒａｐｐｅ／ａｄｍｉｘｔｕｒｅ软件构建群体遗传结构和群体世系信息。逡逑结果与分析逡逑１邋ＤＮＡ提取质量检测逡逑提取的１００只工蜂样本的ＤＮＡ质量检测均合格，可以用于建库。琼脂糖凝胶电泳检逡逑结果显示基因组ＤＮＡ目的条带单一，纯度和浓度都较高，可用于后续的建库和测序，逡逑脂糖凝胶电泳图如下：逡逑

质量分布图,测序,质控,总数据

本研究共对５个蜂种共１００只工蜂个体进行了基因组重测序，包括东北黑蜂２０只、逡逑高加索蜂２０只、珲春黑蜂２０只、远东黑蜂２０只以及中华蜜蜂２０只。测序质量高，测序逡逑深度分布基本符合正态分布（图２－２，邋２－３）。测序数据产出及质量统计见表２－１，由表２－１逡逑可知，５个蜂种共获得２４６．３２邋Ｇ原始数据，其中，东北黑蜂重测序共获得５４．４９邋Ｇ的数据逡逑量，质控后总数据量为４８．３０邋Ｇ。高加索蜂重测序共获得４８．７４邋Ｇ的数据量，质控后总数据逡逑量为４５．４６邋Ｇ，远东黑蜂重测序共获得５１．８２邋Ｇ的数据量，质控后总数据量为４８．２４邋Ｇ，珲逡逑春黑蜂重测序共获得５３．３７邋Ｇ的数据量，质控后总数据量为４５．７４邋Ｇ，中华蜜蜂共获得３７．９３逡逑Ｇ原始数据量，质控后获得３６．１５Ｇ的数据量。东北黑蜂的ｃｌｅａｎｒｅａｄｓ与参考基因组的平逡逑均比对率为９７．３２％，平均测序深度为］８．０，高加索蜂的ｃｌｅａｎｒｅａｄｓ与参考基因组的平均比逡逑对率为９８．８５％，平均测序深度为１７．６，远东黑蜂的ｃｌｅａｎｒｅａｄｓ与参考基因组的平均比对率逡逑为９８．７４％

深度分布,深度分布,测序,质控

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