基于线粒体DNA和核DNA遗传标记的中华鲟种属鉴定

doi:10.3969/j.issn.1671-2072.2024.01.009

中国司法鉴定 ›› 2024 ›› Issue (1): 61-65.DOI: 10.3969/j.issn.1671-2072.2024.01.009

基于线粒体DNA和核DNA遗传标记的中华鲟种属鉴定

杨子豪¹，夏若成²，蒋志伟^2,3，蒋婷婷^2,4，陈开琴^2,5，吴晓连^2,4，陶瑞旸²，杜志淳¹

1.华东政法大学刑事法学院，上海 200042； 2.司法鉴定科学研究院上海市法医学重点实验室上海市司法鉴定
专业技术服务平台司法部司法鉴定重点实验室，上海 200063； 3.温州医科大学基础医学院，浙江温州 325035；
4.南方医科大学法医学院，广东广州 510515； 5.遵义医科大学基础医学院，贵州遵义 563003

收稿日期:2023-05-06 出版日期:2024-01-15 发布日期:2024-01-16
通讯作者: 杜志淳（1954—），男，教授，博士研究生导师，主要从事司法鉴定制度与管理、司法制度研究。E-mail：duzhichun@ec-upledu.cn
作者简介:杨子豪（1993—），男，博士，主要从事法医遗传学研究。E-mail：18955299399@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目（81930056）；上海市法医学重点实验室资助项目（21DZ2270800）；上海市司法鉴定专业技术服务平台资助项目。

Species Identification of Acipenser sinensis Based on Mitochondrial DNA and Nuclear DNA Genetic Markers

YANG Zihao¹, XIA Ruocheng², JIANG Zhiwei^2,3, JIANG Tingting^2,4, CHEN Kaiqin^2,5, WU Xiaolian^2,4, TAO Ruiyang², DU Zhichun¹

1. Criminal Justice College, East China University of Political Science and Law, Shanghai 200042, China;
2. Shanghai Key Laboratory of Forensic Medicine, Shanghai Forensic Service Platform, Key Laboratory of
Forensic Science, Ministry of Justice, Academy of Forensic Science, Shanghai 200063, China;
3. School of Basic Medical Sciences, Wenzhou Medical University, Wenzhou 325035, China;
4. School of Forensic Medicine, Southern Medical University, Guangzhou 510515, China;
5. School of Preclinical Medicine, Zunyi Medical University, Zunyi 563003, China

Received:2023-05-06 Published:2024-01-15 Online:2024-01-16

摘要/Abstract

摘要： 目的构建一种基于线粒体DNA和核DNA遗传标记的中华鲟及其潜在杂交种的鉴定方法。方法根据美国国立生物技术信息中心（National Center for Biotechnology Information, NCBI）已公布的中华鲟cytb基因序列设计引物，并选用鲟鱼单拷贝核基因fam43a扩增引物对中华鲟DNA进行扩增与测序,其中对fam43a基因扩增产物进行TA克隆测序。通过BLAST序列相似性检索确定样本来源，并基于邻接法构建鲟形目系统进化树。结果中华鲟样本测序所得cytb和fam43a基因序列长度分别为728 bp和730 bp，且10个克隆群所测fam43a基因序列完全一致。基本局部比对搜索工具（basic local alignment search tool, BLAST）序列相似分析显示，所测cytb与fam43a基因序列均与GenBank数据库中的中华鲟相似性最高，相似性分别为99.86%和100%。系统进化分析显示，中华鲟样本所测得序列均与GenBank数据库中的中华鲟DNA序列聚类在一起，且与鲟形目其他物种位于不同分支。结论联合使用线粒体DNA和核DNA遗传标记能够快速准确地鉴定中华鲟及其潜在杂交种，该方法能够满足法医日常检案的鉴定需求，为中华鲟的拯救和保护提供科学技术支持。

关键词: 法医遗传学, cytb基因, fam43a基因, 中华鲟, 种属鉴定

Abstract: Objective To establish a method for the identification of Acipenser sinensis and its potential hybrids based on mitochondrial DNA and nuclear DNA markers. Methods Primers were designed according to the cytb gene sequence of Acipenser sinensis published in NCBI, and the single-copy nuclear gene fam43a amplification primers of sturgeon were used to amplify and sequence the DNA of Acipenser sinensis. The amplified product of fam43a gene was TA cloned and sequenced. The source of the sample was determined by BLAST sequence similarity search, and the phylogenetic tree of Acipenseridae was constructed based on the neighbor-joining method. Results The lengths of cytb and fam43a gene sequences obtained by sequencing the Acipenser sinensis samples were 728 bp and 730 bp, respectively. The fam43a gene sequences of the 10 clonal populations were completely consistent. The analysis of BLAST sequence similarity search showed that the measured cytb and fam43a gene sequences had the highest similarity with the Acipenser sinensis in the GenBank database, which were 99.86% and 100%, respectively. Phylogenetic analysis showed that the sequences of Acipenser sinensis all clustered with the DNA sequences of Acipenser sinensis in the GenBank database, and belonged to different clades with other species of Acipenseridae. Conclusion The combined use of mitochondrial DNA and nuclear DNA markers can quickly and accurately identify Acipenser sinensis and its potential hybrids. This method can meet the needs of forensic identification cases and provide technical support for the rescue and protection of Acipenser sinensis.

Key words: forensic genetics, cytb gene, fam43a gene, Acipenser sinensis, species identification

中图分类号:

DF795.2

杨子豪, 夏若成, 蒋志伟, 蒋婷婷, 陈开琴, 吴晓连, 陶瑞旸, 杜志淳. 基于线粒体DNA和核DNA遗传标记的中华鲟种属鉴定[J]. 中国司法鉴定, 2024(1): 61-65.

YANG Zihao, XIA Ruocheng, JIANG Zhiwei, JIANG Tingting, CHEN Kaiqin, WU Xiaolian, TAO Ruiyang, DU Zhichun. Species Identification of Acipenser sinensis Based on Mitochondrial DNA and Nuclear DNA Genetic Markers[J]. Chinese Journal of Forensic Sciences, 2024(1): 61-65.

参考文献

[1] HU J Y， ZHANG Z B， WEI Q W， et al. Malformations of the endangered Chinese sturgeon， Acipenser sinensis， and its causal agent[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences， 2009， 106（23）：9339-9344.
[2] 陈光哲，郑红霞，祝长青. 中华鲟TaqMan实时荧光PCR检测方法的建立[J]. 江苏农业学报， 2018， 34（2）：399-403.
[3] 黄真理，王鲁海. 长江中华鲟(Acipenser sinensis)保护——反思、改革和创新[J]. 湖泊科学， 2020， 32（5）：1320-1332.
[4] DUDU A， SAMU M， MAEREANU M， et al. A multistep DNA-based methodology for accurate authentication of sturgeon species[J]. Foods， 2022， 11（7）：1007.
[5] HEBERT P D N， CYWINSKA A， BALL S L， et al. Biological identifications through DNA barcodes[J]. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences， 2003， 270（1512）：313-321.
[6] AZUMA N， HAGIHARA S， ICHIMURA M， et al. Genetic
characterization of Amur sturgeon Acipenser schrenckii and its hybrid caught around Hokkaido[J]. Ichthyological Research， 2017， 64（1）：139-144.
[7] BRONZI P， ROSENTHAL H， GESSNER J. Global sturgeon aquaculture production: an overview[J]. Journal of Applied Ichthyology， 2011， 27（2）：169-175.
[8] MILO H， VOJTĚCH K， MARTIN H， et al. Sturgeon genetics and cytogenetics: A review related to ploidy levelsand interspecific hybridization[J]. Folia Zoologica: International Journal of Vertebratology， 2011， 60（2）：93-103.
[9] LI J X， LIU D Q， MA Q Z， et al. Discriminating Dabry’s sturgeon (Acipenser dabryanus) and Chinese sturgeon (A-sinensis) based on DNA barcode and six nuclear markers[J]. Hydrobiologia， 2015， 757: 185-196.
[10] XIAO W H， ZHANG Y P， LIU H Z. Molecular systematics of Xenocyprinae （teleostei: cyprinidae）： taxonomy， biogeography， and coevolution of a special group restricted in East Asia[J]. Molecular Phylogenetics and Evolution， 2001， 18（2）：163-173.
[11] LUO D H， LI Y P， ZHAO Q Y， et al. Highly resolved phylogenetic relationships within order Acipenseriformes according to novel nuclear markers[J]. Genes， 2019， 10（1）：38.
[12] 中华人民共和国农业农村部. 中华鲟：GB/T 32781—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.
[13] 中华人民共和国公安部. 法庭科学DNA实验室检验规范：GA/T 383—2014[S].北京：中国标准出版社，2014.
[14] PENG Z G， LUDWIG A， WANG D Q， et al. Age and biogeography of major clades in sturgeons and paddlefishes (Pisces：Acipenseriformes)[J]. Molecular Phylogenetics and Evolution， 2007， 42（3）：854-862.
[15] LUDWIG A， CONGIU L， PITRA C， et al. Nonconcordant evolutionary history of maternal and paternal lineages in Adriatic sturgeon[J]. Molecular Ecology， 2003， 12（12）：3253-3264.
[16] RASTORGUEV S M， NEDOLUZHKO A V， MAZUR A M， et al. High-throughput SNP-genotyping analysis of the relationships among Ponto-Caspian sturgeon species[J]. Ecology and Evolution， 2013， 3（8）：2612-2618.
[17] 孔杰，李世凯，王金乐，等. 施氏鲟、西伯利亚鲟、达氏鳇及其杂交种种质鉴定方法的建立及其应用[J]. 中国水产科学， 2020， 27（7）：771-778.
[18] LI Z， DE LA TORRE A R， STERCK L， et al. Single-copy genes as molecular markers for phylogenomic studies in seed plants[J]. Genome Biology and Evolution， 2017， 9（5）：1130-1147.
[19] BIELEFELDT-OHMANN H， FITZPATRICK D R. High-efficiency T-vector cloning of PCR products by forced A tagging and post-ligation restriction enzyme digestion[J]. Biotechniques， 1997， 23（5）：822-824.

基于线粒体DNA和核DNA遗传标记的中华鲟种属鉴定

Species Identification of Acipenser sinensis Based on Mitochondrial DNA and Nuclear DNA Genetic Markers

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	陈安琪, . 云算GPM混合图谱分析系统在混合样本检验中的应用[J]. 中国司法鉴定, 2023, 0(5): 46-51.
[2]	杨子豪, 夏若成, 王思贤, 杨光远, 陶瑞旸, 杜志淳. 骨骼DNA提取与检测的法医学研究进展[J]. 中国司法鉴定, 2023, 0(3): 45-52.
[3]	廖怡, 高伯笛, 赵晓蒙, 钟娟芳, 张前军, 杜娟, 谭跃球, 卢光琇, 林戈, 李汶. 20 个STR基因座在湖南汉族人群中的遗传多态性[J]. 中国司法鉴定, 2023, 0(2): 67-75.
[4]	杨子豪, 蒋志伟, 吴黎明, 陶瑞旸, 夏若成, 李成涛, 杜志淳. 不同部位骨骼预处理及DNA提取方法的比较研究[J]. 中国司法鉴定, 2023, 0(1): 63-70.
[5]	张晓芳, 杨幸怡, 陈玲, 刘长晖, 李双琳, 曾滢, 刘超. 19个X-STR基因座在河南汉族人群中的遗传多态性 [J]. 中国司法鉴定, 2021, 0(6): 62-67.
[6]	张佳怡, 徐倩南, 陈丽琴, 赵珍敏, 刘希玲. RNA在法医遗传学中的研究进展 [J]. 中国司法鉴定, 2021, 0(3): 36-44.
[7]	贾儒林. 云南壮族人群15个STR基因座遗传多态性[J]. 中国司法鉴定, 2021, 0(1): 60-64.
[8]	郝晓明. 磁珠直接吸附DNA方法体系的建立及应用[J]. 中国司法鉴定, 2020, 0(6): 35-38.
[9]	李亮亮, 陈晓鸣, 李学博等. 1066例新疆汉族人群21个常染色体STR基因座遗传多态性分析[J]. 中国司法鉴定, 2020, 0(2): 37-41.
[10]	何保仁, 刘学军, 黄惠妮等. 广西地区壮族人群17个STR 基因座遗传多态性研究[J]. 中国司法鉴定, 2020, 0(1): 58-60.
[11]	张建中, 巩强, 李学博等. 华夏TM白金PCR 扩增试剂盒的法医学验证及STR遗传多态性调查[J]. 中国司法鉴定, 2019, 0(6): 41-48.
[12]	陈芳, 石彰森. 30个常染色体InDel位点在21三体综合征案例中的应用1例[J]. 中国司法鉴定, 2019, 0(3): 105-107.
[13]	陈启华. 广东肇庆汉族人群20个常染色体STR基因座突变分析[J]. 中国司法鉴定, 2019, 0(2): 37-39.
[14]	陈亚明王雪琴白慧茹高红艳贾富全. 山西运城汉族群体23个STR基因座遗传多态性研究[J]. 中国司法鉴定, 2018, 0(6): 46-54.
[15]	巩五虎. 联合X染色体多类遗传标记应用于同父姐妹亲缘关系鉴定实例[J]. , 2018, 0(4): 104-106.