中国模式线虫属（Caenorhabditis sp.）生物多样性及种群遗传学研究

秀丽线虫（C. elegans）作为重要的模式生物在生命科学及医学的发展过程中发挥着举足轻重的作用。近年，随着其姊妹种C. briggsae 全基因组序列的完成，使得该线虫属（Caenorhabditis）成为研究分子进化和比较基因组学等最理想的实验材料。然而，人们对该模式线虫属中其他绝大部分种类的遗传背景仍然缺乏了解。因此，进一步搞清楚其生物多样性及其种群遗传学特点具有重要的理论及现实意义。本项目重点研究：1）建立了一套简便、快速采集、分离、培养并鉴定模式线虫的方法，通过此方法我们首次对中国模式线虫属的种质资源及分布状况进行了调查，鉴定出我国新记录C. elegans，中国和东亚特有种C. sp. 23、C. sp. 5 以及C. briggsae 等，并构建了其系统进化树。2）通过10个核基因位点和1个线粒体基因位点分析探讨了东亚特有种C. sp. 5 的分子多态性及其种群遗传学结构特点，结果显示：C. sp. 5 核基因和线粒体基因都具有极高的分子多态性，且mtDNA 基因位点多态性几乎是核基因位点的2倍，并表现出由地理距离引起其遗传隔离的规律。3）比较了C. sp. 23 与及其近缘、广布种C. remanei 之间的种群遗传结构差异，研究发现：采自中国的C.sp.23 与其它国家（美国、加拿大、德国）的C. remanei 之间存在较大差异，且C. sp. 23 仅有4.8%的突变与C. remanei 的相同；另外，C. sp.23 与C. remanei 种间交配的F1 生存繁殖能力正常，但F2 代繁殖能力严重衰退（特别是雄性线虫（XO）F2 代的繁殖能力衰减97%）。4）通过长PCR 技术对几种模式线虫线粒体全基因组（mtDNA ）序列及结构特点进行了探讨，结果表明：模式线虫的mtDNA 长度存在差异（13-15kb），即C. briggsae >C. sp. 9 >C. sp. 5 >C. elegans，基因的重复数和D-loop区的长度（300bp-600bp）是导致其mtDNA 长度多态性的主要原因。5）此外，我们还进行以下工作：广杆属线虫反转座基因的筛选、分析和功能研究，C. elegans 基因组中谱系特异基因的鉴定、表达和功能分析，C. sp. 5 适应性进化分析等。