幾種鱭屬的魚類分子遺傳特征研究.pdf

1、近些年來，由于過度捕撈和環(huán)境衰退等原因，鱭屬(Coilia)魚類的資源遭到了嚴(yán)重的破壞，其中以刀鱭(Coilia nasus)最為顯著，價格已漲至天價。迄今，部分鱭屬魚類的確切分類仍存在較大爭議，如湖鱭(C.nasus taihuensis)的亞種地位;日本刀鱭和我國刀鱭是否為同種異名等。遺傳多樣性是生物多樣性的重要層次，也是物種進(jìn)化潛能的保證。因此研究鱭屬之間的遺傳關(guān)系，同時研究其遺傳多樣性特征將有利于鱭屬物種的保護和管理。本文以刀鱭

2、(包括陸封湖鱭和我國、日本采集的刀鱭)、鳳鱭(C.mystus)、七絲鱭(C.grayii)為研究對象，利用分子生物學(xué)和生物信息學(xué)方法:首次將鳳鱭中的基因間內(nèi)轉(zhuǎn)錄1區(qū)(ITS1)序列和細(xì)胞色素b(Cyt b)基因序列進(jìn)行了比較研究(遺傳多樣性和遺傳關(guān)系分析);聯(lián)合采用線粒體(mtDNA) Cyt b基因序列和線粒體控制區(qū)(D-loop)序列對日本刀鱭、湖鱭和刀鱭進(jìn)行了遺傳關(guān)系研究，并分析了日本刀鱭的遺傳多樣性;結(jié)合Cyt b基因序列和D

3、-loop序列對鱭屬魚類早期生活個體(魚卵、仔幼魚)進(jìn)行遺傳多樣性分析，探索了鱭屬早期生活個體的物種分子生物學(xué)判別潛力。主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 1)比較分析了分子標(biāo)記核DNA基因間內(nèi)轉(zhuǎn)錄1區(qū)(ITS1)序列和細(xì)胞色素b(Cytb)基因序列在鳳鱭遺傳多樣性分析和鳳鱭與其它鱭屬魚類(以刀鱭為例)間親緣關(guān)系研究中的特征。結(jié)果顯示其ITS1序列的GC含量(71.19％)顯著高于Cyt b基因序列(42.96％)，ITS1序列的

4、單倍型多樣性(0.900)和核苷酸多樣性(0.00997±0.00413)也顯著高于Cyt b基因序列(0.400/0.000369±0.000469)。基于ITS1序列所得的鳳鱭與刀鱭間的最大似然(MCL)和Kimura雙參數(shù)(K2P)遺傳距離可明確區(qū)分這兩種鱭屬魚類，與Cyt b基因序列的結(jié)果相一致。通過最大似然法(ML)和非加權(quán)分組平均法(UPGMA)所構(gòu)建的系統(tǒng)樹發(fā)現(xiàn)，鳳鱭和刀鱭分別形成獨立的分支。本研究顯示ITS1序列與Cyt

5、 b基因序列所得結(jié)果一致性較好，可考慮將ITS1序列作為鳳鱭的遺傳多樣性分析及其與其它鱭屬魚類間親緣關(guān)系研究中有效的分子標(biāo)記。
　　 2)利用Cyt b基因序列和D-loop序列對日本刀鱭、湖鱭和刀鱭進(jìn)行分類學(xué)鑒定分析，同時對日本有明海六角川所采刀鱭群體進(jìn)行遺傳多樣性分析。結(jié)果表明:基于Cyt b基因序列和D-loop序列日本刀鱭群體核苷酸多樣性分別為0.003257±0.00042和0.006135±0.00050，與我國刀鱭

6、群體的遺傳多樣性相比均偏低?；贑yt b基因序列和D-loop序列，日本刀鱭群體和刀鱭群體間的種群分化指數(shù)(Fst)和基因交流值(Nm)分別為0.36111/0.44和0.54983/0.16，協(xié)同Tajima'D和Fu's Fs中性檢驗和核苷酸不配對分析的結(jié)果，推斷日本刀鱭和我國刀鱭群體間出現(xiàn)過種群擴張，擴張時間約在更新世末期的8.0～12.6萬年前，受到更新世末期海平面升降的影響?；趦煞N序列得出日本刀鱭與刀鱭間的K2P平均遺傳距

7、離分別為0.0059293±0.0015225和0.0119264±0.0025281;湖鱭與刀鱭間的K2P平均遺傳距離分別為0.00360±0.00090和0.00423±0.00085，與前人的研究相比得出該遺傳距離均屬于種內(nèi)個體間的遺傳距離水平。基于兩種序列構(gòu)建的ML樹(以鳳鱭作為外類群)，日本刀鱭、我國刀鱭扣湖鱭均不具單系性，三者共同構(gòu)成一個單系，協(xié)同分子方差分析(AMOVA)和親緣關(guān)系圖，均說明了日本刀鱭、湖鱭與刀鱭群體屬同種

8、。
　　 3)基于1022bp左右的Cyt b基因序列，對七絲鱭進(jìn)行遺傳多樣性分析，結(jié)果顯示其核苷酸多樣性(0.00274±0.00092)略低于刀鱭群體，推測其遺傳多樣性可能已受到不利的影響。同時通過Cyt b基因序列和D-loop序列分析研究了七絲鱭、刀鱭和風(fēng)鱭三者間的遺傳關(guān)系，計算所得的平均K2P遺傳距離和鄰接法(NJ)所構(gòu)建的系統(tǒng)樹顯示，鳳鱭較為原始，七絲鱭與刀鱭構(gòu)成姐妹群，處于較進(jìn)化的位置，支持率為100％(Cyt b

9、)和97％(D-loop)。推測鱭屬的進(jìn)化方式為:刀鱭和七絲鱭可能是鳳鱭在演化過程中分別適應(yīng)寒冷和溫暖氣候而分化出的物種。
　　 4)使用mtDNA Cyt b基因序列和D-loop序列作為分子標(biāo)記，基于1022bp和1322bp左右的序列分析了鱭屬早期生活個體的遺傳多樣性，并分析了刀鱭、湖鱭、七絲鱭及鳳鱭成魚之間的遺傳關(guān)系。結(jié)果顯示鱭屬早期生活個體的遺傳多樣性均偏低(Cytb:0.00235～0.00319; D-loop:0

10、.00297～0.01070);不同種群咸魚間平均K2P遺傳距離和基于K2P模型構(gòu)建的兩種序列的NJ分子系統(tǒng)樹均顯示，湖鱭和刀鱭不能形成獨立的分支，而是混合聚在一起形成一個分支;七絲鱭和風(fēng)鱭則形成另外兩個分支?；贙2P模型構(gòu)建的NJ分子系統(tǒng)樹中，刀鱭仔幼魚、湖鱭稚魚、刀鱭魚卵與刀鱭成魚、湖鱭成魚聚為一類，鳳鱭魚卵與鳳鱭咸魚聚為一支。由此可見，Cytb基因序列和D-loop序列作為分子標(biāo)記可以準(zhǔn)確判別外形上具有相似性的刀鱭和風(fēng)鱭的早期生