基于核糖體DNA序列的珊瑚共生蟲黃藻基因型多樣性與可塑性分析
發(fā)布時(shí)間:2022-09-28 14:44
珊瑚與其專性藻類伙伴(隸屬蟲黃藻屬Symbiodinium的甲藻,統(tǒng)稱蟲黃藻zooxanthellae)的共生關(guān)系對(duì)珊瑚健康和珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)功能具有深遠(yuǎn)意義。近幾十年來,人為引起的全球變暖和海洋酸化對(duì)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)造成了多重壓力,導(dǎo)致珊瑚白化現(xiàn)象(珊瑚-藻共生關(guān)系的破壞)更頻繁更嚴(yán)重地發(fā)生。共生藻適應(yīng)性轉(zhuǎn)變被普遍認(rèn)為是珊瑚應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫的一種防御機(jī)制。因此,了解蟲黃藻的遺傳多樣性和共生靈活性是預(yù)測珊瑚能否適應(yīng)未來氣候變化的關(guān)鍵。目前對(duì)蟲黃藻的全球多樣性和功能有了越來越多的認(rèn)識(shí),但對(duì)中國南海珊瑚共生蟲黃藻的分子調(diào)查仍很有限,尤其是在大范圍的具地理差異海區(qū)的廣泛采樣方面。本論文利用二代高通量測序(next-generation sequencing,NGS)和熒光定量 PCR(qPCR)技術(shù),以蟲黃藻rDNA的內(nèi)部轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)2(internal transcribed spacer,ITS2)和/或核糖體大亞基基因(28S)為遺傳標(biāo)記,對(duì)中國東南沿海主要石珊瑚種的共生藻基因型進(jìn)行了以下三方面研究:1.通過關(guān)鍵詞搜索與數(shù)據(jù)挖掘,整合了 GenBank和若干個(gè)專業(yè)參考數(shù)據(jù)庫中的蟲黃藻ITS2相關(guān)...
【文章頁數(shù)】:104 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
縮略語表
第1章 緒論
1.1 珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)概述
1.1.1 珊瑚起源與進(jìn)化
1.1.2 珊瑚鈣化過程與原理
1.1.3 珊瑚共生體概述
1.1.3.1 珊瑚-藻共生的重要性
1.1.3.2 共生藻基因型多樣性
1.2 全球變化對(duì)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響
1.2.1 溫度脅迫對(duì)珊瑚的影響
1.2.2 海洋酸化對(duì)珊瑚的影響
1.2.3 珊瑚白化
1.3 蟲黃藻對(duì)珊瑚響應(yīng)環(huán)境脅迫的調(diào)控
第2章 蟲黃藻ITS2 rDNA條形碼數(shù)據(jù)庫構(gòu)建
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 技術(shù)路線圖
2.2.2 數(shù)據(jù)挖掘
2.2.2.1 蟲黃藻rDNA GenBank開放數(shù)據(jù)庫
2.2.2.2 蟲黃藻ITS2專業(yè)參考數(shù)據(jù)庫
2.2.3 生物信息學(xué)分析
2.2.4 ITS2 rDNA條形碼數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 來自GenBank的蟲黃藻rDNA序列的注釋錯(cuò)誤
2.3.2 來自專業(yè)數(shù)據(jù)庫的蟲黃藻ITS2序列的冗余性
2.3.3 蟲黃藻ITS2定制數(shù)據(jù)庫的效用
2.4 小結(jié)
第3章 自然環(huán)境中珊瑚內(nèi)共生蟲黃藻基因型多樣性
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 樣品采集
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.2.1 DNA提取與純化
3.2.2.2 珊瑚種類鑒定
3.2.2.3 蟲黃藻rDNA目的片段PCR擴(kuò)增
3.2.2.4 文庫建立和二代高通量測序
3.3 數(shù)據(jù)處理與分析
3.3.1 質(zhì)量篩選并去除嵌合體
3.3.2 OTU聚類及物種注釋
3.3.3 高通量數(shù)據(jù)質(zhì)控與下游分析
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 測序數(shù)據(jù)質(zhì)控報(bào)告
3.4.2 蟲黃藻多樣性指數(shù)
3.4.3 蟲黃藻支系種群結(jié)構(gòu)
3.4.4 蟲黃藻亞支系種群結(jié)構(gòu)
3.4.5 蟲黃藻系統(tǒng)進(jìn)化及生物地理
3.5 小結(jié)
第4章 高溫脅迫對(duì)珊瑚內(nèi)共生蟲黃藻種群結(jié)構(gòu)的影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)珊瑚及培養(yǎng)
4.2.2 人工海水溫度控制系統(tǒng)
4.2.3 珊瑚生理
4.2.3.1 珊瑚白化率測定
4.2.3.2 蟲黃藻最大光量子效率測定
4.2.4 分子樣品采集及DNA提取
4.2.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR
4.2.6 二代高通量測序
4.3 數(shù)據(jù)處理與分析
4.3.1 實(shí)時(shí)定量PCR數(shù)據(jù)分析
4.3.2 高通量測序數(shù)據(jù)分析
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 珊瑚白化率
4.4.2 蟲黃藻光合效率
4.4.3 高溫脅迫下蟲黃藻種群結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化
4.4.3.1 基于28S熒光定量PCR的蟲黃藻支系變化
4.4.3.2 基于ITS2高通量測序的蟲黃藻亞支系變化
4.5 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 主要研究結(jié)果
5.2 創(chuàng)新性與突破
5.3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
附件
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]造礁石珊瑚白化相關(guān)功能基因的研究進(jìn)展[J]. 黃暉,許昌有,袁濤. 熱帶海洋學(xué)報(bào). 2013(04)
[2]南海珊瑚礁及其對(duì)全新世環(huán)境變化的記錄與響應(yīng)[J]. 余克服. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2012(08)
[3]造礁石珊瑚共生藻的分子分類研究[J]. 劉麗,陳育盛,申玉春,劉楚吾. 海洋與湖沼. 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]珊瑚共生蟲黃藻密度的季節(jié)變化及其與珊瑚白化的關(guān)系——以大亞灣石珊瑚為例[J]. 李淑,余克服,陳天然,施祺,陳特固. 熱帶海洋學(xué)報(bào). 2011(02)
[6]造礁石珊瑚對(duì)低溫的耐受能力及響應(yīng)模式[J]. 李淑,余克服,施祺,陳天然,趙美霞. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2009(09)
[7]蟲黃藻的分類和遺傳多樣性研究進(jìn)展[J]. 董志軍,黃暉,黃良民,李元超,鄒仁林. 海洋通報(bào). 2008(03)
[8]磷酸鹽脅迫對(duì)造礁石珊瑚共生蟲黃藻光合作用的影響[J]. 時(shí)翔,譚燁輝,黃良民,黃小平,李元超,董志軍. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2008(06)
本文編號(hào):3681854
【文章頁數(shù)】:104 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
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Abstract
縮略語表
第1章 緒論
1.1 珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)概述
1.1.1 珊瑚起源與進(jìn)化
1.1.2 珊瑚鈣化過程與原理
1.1.3 珊瑚共生體概述
1.1.3.1 珊瑚-藻共生的重要性
1.1.3.2 共生藻基因型多樣性
1.2 全球變化對(duì)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響
1.2.1 溫度脅迫對(duì)珊瑚的影響
1.2.2 海洋酸化對(duì)珊瑚的影響
1.2.3 珊瑚白化
1.3 蟲黃藻對(duì)珊瑚響應(yīng)環(huán)境脅迫的調(diào)控
第2章 蟲黃藻ITS2 rDNA條形碼數(shù)據(jù)庫構(gòu)建
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 技術(shù)路線圖
2.2.2 數(shù)據(jù)挖掘
2.2.2.1 蟲黃藻rDNA GenBank開放數(shù)據(jù)庫
2.2.2.2 蟲黃藻ITS2專業(yè)參考數(shù)據(jù)庫
2.2.3 生物信息學(xué)分析
2.2.4 ITS2 rDNA條形碼數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 來自GenBank的蟲黃藻rDNA序列的注釋錯(cuò)誤
2.3.2 來自專業(yè)數(shù)據(jù)庫的蟲黃藻ITS2序列的冗余性
2.3.3 蟲黃藻ITS2定制數(shù)據(jù)庫的效用
2.4 小結(jié)
第3章 自然環(huán)境中珊瑚內(nèi)共生蟲黃藻基因型多樣性
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 樣品采集
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.2.2.1 DNA提取與純化
3.2.2.2 珊瑚種類鑒定
3.2.2.3 蟲黃藻rDNA目的片段PCR擴(kuò)增
3.2.2.4 文庫建立和二代高通量測序
3.3 數(shù)據(jù)處理與分析
3.3.1 質(zhì)量篩選并去除嵌合體
3.3.2 OTU聚類及物種注釋
3.3.3 高通量數(shù)據(jù)質(zhì)控與下游分析
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 測序數(shù)據(jù)質(zhì)控報(bào)告
3.4.2 蟲黃藻多樣性指數(shù)
3.4.3 蟲黃藻支系種群結(jié)構(gòu)
3.4.4 蟲黃藻亞支系種群結(jié)構(gòu)
3.4.5 蟲黃藻系統(tǒng)進(jìn)化及生物地理
3.5 小結(jié)
第4章 高溫脅迫對(duì)珊瑚內(nèi)共生蟲黃藻種群結(jié)構(gòu)的影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)珊瑚及培養(yǎng)
4.2.2 人工海水溫度控制系統(tǒng)
4.2.3 珊瑚生理
4.2.3.1 珊瑚白化率測定
4.2.3.2 蟲黃藻最大光量子效率測定
4.2.4 分子樣品采集及DNA提取
4.2.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR
4.2.6 二代高通量測序
4.3 數(shù)據(jù)處理與分析
4.3.1 實(shí)時(shí)定量PCR數(shù)據(jù)分析
4.3.2 高通量測序數(shù)據(jù)分析
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 珊瑚白化率
4.4.2 蟲黃藻光合效率
4.4.3 高溫脅迫下蟲黃藻種群結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化
4.4.3.1 基于28S熒光定量PCR的蟲黃藻支系變化
4.4.3.2 基于ITS2高通量測序的蟲黃藻亞支系變化
4.5 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 主要研究結(jié)果
5.2 創(chuàng)新性與突破
5.3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
附件
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]造礁石珊瑚白化相關(guān)功能基因的研究進(jìn)展[J]. 黃暉,許昌有,袁濤. 熱帶海洋學(xué)報(bào). 2013(04)
[2]南海珊瑚礁及其對(duì)全新世環(huán)境變化的記錄與響應(yīng)[J]. 余克服. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2012(08)
[3]造礁石珊瑚共生藻的分子分類研究[J]. 劉麗,陳育盛,申玉春,劉楚吾. 海洋與湖沼. 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]珊瑚共生蟲黃藻密度的季節(jié)變化及其與珊瑚白化的關(guān)系——以大亞灣石珊瑚為例[J]. 李淑,余克服,陳天然,施祺,陳特固. 熱帶海洋學(xué)報(bào). 2011(02)
[6]造礁石珊瑚對(duì)低溫的耐受能力及響應(yīng)模式[J]. 李淑,余克服,施祺,陳天然,趙美霞. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2009(09)
[7]蟲黃藻的分類和遺傳多樣性研究進(jìn)展[J]. 董志軍,黃暉,黃良民,李元超,鄒仁林. 海洋通報(bào). 2008(03)
[8]磷酸鹽脅迫對(duì)造礁石珊瑚共生蟲黃藻光合作用的影響[J]. 時(shí)翔,譚燁輝,黃良民,黃小平,李元超,董志軍. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2008(06)
本文編號(hào):3681854
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