中國模式線蟲屬(Caenorhabditis sp.)生物多樣性及種群遺傳學研究

項目摘要

秀麗線蟲(C. elegans)作為重要的模式生物在生命科學及醫學的發展過程中發揮著舉足輕重的作用。近年，隨著其姊妹種C. briggsae全基因組序列的完成，使得該線蟲屬(Caenorhabditis)成為研究比較基因組學最理想的模式材料。然而，人們對該模式線蟲屬中其他絕大部分種類的遺傳背景仍然缺乏了解。因此，進一步搞清楚其生物多樣性及其分子進化具有重要的理論及現實意義。本項目將是首次對我國模式線蟲屬資源及分布狀況進行調查，在形態及分子鑑定的基礎上，探討該類線蟲的系統發育規律和種群遺傳學結構特點。本課題的完成將填補我國模式線蟲屬種質資源庫及遺傳多樣性的空白，豐富該類線蟲的新種、新紀錄及新分布，為世界生物進化信息庫提供更多科學數據。

結題摘要

秀麗線蟲(C. elegans)作為重要的模式生物在生命科學及醫學的發展過程中發揮著舉足輕重的作用。近年，隨著其姊妹種C. briggsae 全基因組序列的完成，使得該線蟲屬(Caenorhabditis)成為研究分子進化和比較基因組學等最理想的實驗材料。然而，人們對該模式線蟲屬中其他絕大部分種類的遺傳背景仍然缺乏了解。因此，進一步搞清楚其生物多樣性及其種群遺傳學特點具有重要的理論及現實意義。本項目重點研究：（1）建立了一套簡便、快速採集、分離、培養並鑑定模式線蟲的方法，通過此方法我們首次對中國模式線蟲屬的種質資源及分布狀況進行了調查，鑑定出我國新記錄C. elegans，中國和東亞特有種C. sp. 23、C. sp. 5 以及C. briggsae 等，並構建了其系統進化樹。（2）通過10個核基因位點和1個線粒體基因位點分析探討了東亞特有種C. sp. 5 的分子多態性及其種群遺傳學結構特點，結果顯示：C. sp. 5 核基因和線粒體基因都具有極高的分子多態性，且mtDNA 基因位點多態性幾乎是核基因位點的2倍，並表現出由地理距離引起其遺傳隔離的規律。（3）比較了C. sp. 23 與及其近緣、廣布種C. remanei 之間的種群遺傳結構差異，研究發現：采自中國的C.sp.23 與其它國家(美國、加拿大、德國)的C. remanei 之間存在較大差異，且C. sp. 23 僅有4.8%的突變與C. remanei 的相同；另外，C. sp.23 與C. remanei 種間交配的F1 生存繁殖能力正常，但F2 代繁殖能力嚴重衰退(特別是雄性線蟲(XO)F2 代的繁殖能力衰減97%)。（4）通過長PCR 技術對幾種模式線蟲線粒體全基因組(mtDNA )序列及結構特點進行了探討，結果表明：模式線蟲的mtDNA 長度存在差異(13-15kb)，即C. briggsae >C. sp. 9＞C. sp. 5＞C. elegans，基因的重複數和D-loop區的長度(300bp-600bp)是導致其mtDNA 長度多態性的主要原因。（5）此外，我們還進行以下工作：廣桿屬線蟲反轉座基因的篩選、分析和功能研究，C. elegans 基因組中譜系特異基因的鑑定、表達和功能分析，C. sp. 5 適應性進化分析等。

中國模式線蟲屬(Caenorhabditis sp.)生物多樣性及種群遺傳學研究

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