不同溫度帶萼花臂尾輪蟲(chóng)的種群遺傳結(jié)構(gòu)和生態(tài)特征的比較研究.pdf

1、種群的遺傳結(jié)構(gòu)研究是探討物種適應(yīng)性、種群分化及其進(jìn)化機(jī)制的基礎(chǔ)，也是遺傳資源學(xué)中篩選優(yōu)良品系的核心。臂尾輪蟲(chóng)（Brachionus）作為水產(chǎn)動(dòng)物幼苗的良好開(kāi)口餌料而被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域。萼花臂尾輪蟲(chóng)（B. calyciflorus）作為臂尾輪蟲(chóng)屬的傳統(tǒng)形態(tài)種，已被鑒定為隱種復(fù)合體，隱種在水產(chǎn)養(yǎng)殖中可能會(huì)表現(xiàn)出不同的環(huán)境偏好，是決定輪蟲(chóng)培養(yǎng)狀況的關(guān)鍵因子之一。本研究從隸屬我國(guó)五個(gè)溫度帶的八個(gè)地區(qū)中采集萼花臂尾輪蟲(chóng)復(fù)合體，利用分子系統(tǒng)學(xué)

2、方法解析其種群遺傳結(jié)構(gòu)和隱種組成，再觀察不同溫度帶和不同隱種的輪蟲(chóng)在不同溫度下的生活史特征和種群動(dòng)態(tài)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)萼花臂尾輪蟲(chóng)種復(fù)合體內(nèi)的169個(gè)克隆的mtDNA COI基因進(jìn)行了測(cè)序和分析，構(gòu)建了萼花臂尾輪蟲(chóng)系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)。31個(gè)單倍型聚合為4個(gè)支系，支系間的序列差異百分比表明這4個(gè)支系實(shí)為萼花臂尾輪蟲(chóng)種復(fù)合體的4個(gè)隱種（隱種Ⅰ、隱種Ⅱ、隱種Ⅲ和隱種Ⅳ）。熱帶的西雙版納種群和湛江種群、亞熱帶的昆明種群、暖溫帶的蘭州

3、種群以及寒溫帶的西寧種群均有隱種共存，其中尤以西雙版納種群的隱種數(shù)量最多。在隱種Ⅲ內(nèi)，亞熱帶的香港種群的核苷酸多樣性與單倍型多樣性最高，中溫帶的烏魯木齊種群與其它種群之間具有較高的遺傳分化指數(shù)和平均凈遺傳距離。Mantel檢驗(yàn)表明，萼花臂尾輪蟲(chóng)種復(fù)合體各地理種群間的遺傳分化指數(shù)和平均凈遺傳距離與地理距離間均無(wú)顯著相關(guān)性。不同地理種群的線粒體單倍型相互混雜，表明萼花臂尾輪蟲(chóng)種復(fù)合體并未形成系統(tǒng)的地理格局。⑵以濃度為2.0×106 cell

4、s/ml的斜生柵藻（Scenedesmus obliquus）為食物，運(yùn)用生命表統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究隸屬隱種Ⅱ的克隆KMC23（亞熱帶），隸屬隱種Ⅲ的克隆BNB3（熱帶）、XJA6（中溫帶）和LZA1（暖溫帶），以及隸屬隱種Ⅳ的克隆LZB2（暖溫帶）在四個(gè)溫度（16℃、20℃、24℃和28℃）下的生活史特征。結(jié)果表明，溫度帶、隱種、溫度、溫度帶和溫度的交互作用以及隱種和溫度的交互作用對(duì)輪蟲(chóng)的生殖前期、胚胎發(fā)育、生殖期、生殖后期、平均壽命和產(chǎn)卵

5、量均有顯著影響（P<0.05），此外，溫度帶及溫度帶和溫度的交互作用顯著影響輪蟲(chóng)的凈生殖率和內(nèi)稟增長(zhǎng)率（P<0.05），隱種顯著影響輪蟲(chóng)的存活時(shí)間、生命期望和凈生殖率（P<0.05），溫度顯著影響輪蟲(chóng)的存活時(shí)間、生命期望、世代時(shí)間和內(nèi)稟增長(zhǎng)率（P<0.05），隱種和溫度的交互作用顯著影響輪蟲(chóng)的存活時(shí)間、生命期望和世代時(shí)間（P<0.05）。在隱種Ⅲ內(nèi)，16℃下克隆LZA1的各個(gè)發(fā)育階段歷時(shí)和平均壽命都短于BNB3和XJA6，其余溫度下則基

6、本是克隆XJA6最短，克隆LZA1的產(chǎn)卵量、凈生殖率和內(nèi)稟增長(zhǎng)率幾乎都高于克隆BNB3和XJA6，說(shuō)明不同溫度帶的輪蟲(chóng)采取了不同的生活史對(duì)策。就暖溫帶（蘭州）輪蟲(chóng)而言，克隆LZA1（隱種Ⅲ）在16℃和20℃下的各發(fā)育階段歷時(shí)、平均壽命、存活時(shí)間、生命期望和凈生殖率幾乎都小于克隆LZB2（隱種Ⅳ），在24℃和28℃下卻幾乎都大于克隆LZB2，即隱種Ⅲ在較低溫度下生長(zhǎng)發(fā)育較快，而隱種Ⅳ在較高溫度下生長(zhǎng)發(fā)育較快。四個(gè)溫度帶輪蟲(chóng)的各發(fā)育階段歷時(shí)

7、、平均壽命、存活時(shí)間、生命期望和世代時(shí)間幾乎都隨著溫度的升高而縮短，說(shuō)明高溫會(huì)加快輪蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育速度；輪蟲(chóng)的產(chǎn)卵量和內(nèi)稟增長(zhǎng)率則隨著溫度的升高幾乎都增大，說(shuō)明高溫有利于輪蟲(chóng)的種群增殖，這可能與輪蟲(chóng)對(duì)所處溫度帶水域環(huán)境溫度的長(zhǎng)期適應(yīng)有關(guān)。⑶以濃度為2.0×106 cells/ml的斜生柵藻為食物，運(yùn)用群體累積培養(yǎng)法研究了上述五個(gè)克隆在四個(gè)溫度（16℃、20℃、24℃和28℃）下的的種群增長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。結(jié)果表明，溫度帶、隱種、溫度、溫度帶和溫度的

8、交互作用以及隱種和溫度的交互作用對(duì)輪蟲(chóng)的最大種群密度、種群增長(zhǎng)率、攜卵率和混交率均有顯著影響（P<0.05）。在隱種Ⅲ內(nèi)，24℃和28℃下克隆BNB3的最大種群密度最高，20℃下克隆XJA6的最大種群密度最高，16℃下則是克隆LZA1最高。另外，16℃和20℃下克隆LZA1的種群增長(zhǎng)率最高，24℃和28℃下克隆BNB3的種群增長(zhǎng)率最高；16℃和20℃下克隆BNB3的攜卵率最高，24℃和28℃下克隆LZA1的攜卵率最高；所有溫度下克隆XJ