三種海洋魚類分子系統(tǒng)地理學(xué)研究.pdf

1、本文以西北太平洋三種海洋魚類白姑魚、黃姑魚和玉筋魚為研究對象，采用線粒體DNA、AFLP和同工酶等標(biāo)記技術(shù)開展了這三種海洋魚類分子系統(tǒng)地理學(xué)研究，系統(tǒng)研究了三種魚類的分子系統(tǒng)地理分布模式，分析了更新世冰期、洋流和溫度等外界因素對海洋魚類群體遺傳結(jié)構(gòu)和分子系統(tǒng)地理分布模式的影響。主要研究結(jié)果如下： 1.為了檢測白姑魚的分子系統(tǒng)地理分布模式和遺傳結(jié)構(gòu)，我們對白姑魚分布區(qū)內(nèi)12個(gè)群體共132個(gè)個(gè)體的線粒體DNA控制區(qū)序列和部分個(gè)體細(xì)胞

2、色素b序列進(jìn)行了測定和分析。在控制區(qū)序列和細(xì)胞色素b序列上，白姑魚群體間有顯著的遺傳分化，明顯分為中日兩支，中日群體間無共享單倍型。中國群體的核苷酸多態(tài)度明顯高于日本群體。中性檢驗(yàn)和核苷酸不配對分布表明白姑魚中日兩支都經(jīng)歷了更新世的群體擴(kuò)張。分子方差分析和FST顯示白姑魚日本群體間遺傳差異顯著，但中國群體間無明顯遺傳分化。白姑魚這種地理分布模式顯示這個(gè)種的擴(kuò)散能力比較弱。中國白姑魚群體間沒有檢測到顯著的系統(tǒng)地理格局，這可能是因?yàn)槟┐伪?/p>

3、后白姑魚群體在中國大陸架區(qū)發(fā)生大范圍棲息地?cái)U(kuò)張所引起的，擴(kuò)散后新建立的群體尚未在遷移與漂變之間取得平衡。 2.利用AFLP技術(shù)對白姑魚中日四個(gè)群體共70個(gè)個(gè)體的群體遺傳變異進(jìn)行了研究，5對選擇性引物在70個(gè)個(gè)體中共擴(kuò)增出304個(gè)位點(diǎn)，其中多態(tài)位點(diǎn)200個(gè)。四個(gè)群體的多態(tài)位點(diǎn)比例在47.13％和57.63％之間。在四個(gè)群體中，有明海群體的Nei遺傳多樣性指數(shù)和Shannon多樣性指數(shù)最高，而伊勢彎群體遺傳多樣性最低。根據(jù)群體間和個(gè)

4、體間的遺傳距離，分別構(gòu)建了群體和個(gè)體的IYPGMA.聚類樹，顯示中日群體分為明顯的兩支。分子方差分析和FST顯示中日群體間有顯著的遺傳分化，并且中日兩種群內(nèi)都有顯著的遺傳分化。這表明白姑魚不同群體間基因交流較弱。 3.采用水平淀粉凝膠電泳技術(shù)對5個(gè)白姑魚群體的群體遺傳結(jié)構(gòu)和群體遺傳分化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在11種同工酶共檢測到15個(gè)位點(diǎn)，其中11個(gè)位點(diǎn)表現(xiàn)為多態(tài)。白姑魚群體的平均多態(tài)位點(diǎn)比例在0.0667和0.5333之間；5

5、個(gè)群體的平均觀測雜合度和預(yù)期雜合度分別在0.0033到0.0133和0.0032到0.0191之間。同其他海水魚類相比，白姑魚群體的雜合度非常低。白姑魚5個(gè)群體間的遺傳距離在0.00005到0.00026之間；5個(gè)群體的等位基因頻率差異不顯著，中日群體的遺傳分化很弱。在5個(gè)群體中，中國3個(gè)群體遺傳多樣性高于日本兩個(gè)群體。 4.采用線粒體DNA控制區(qū)部分序列對黃海和東海的黃姑魚群體遺傳結(jié)構(gòu)和基因交流進(jìn)行了研究。在3個(gè)群體65個(gè)個(gè)體

6、共檢測得到37個(gè)單倍型。三個(gè)群體的單倍型多樣性指數(shù)和核苷酸多態(tài)性指數(shù)分別在0.9130±0.0308和0.9926±0.0230，0.0073±0.0043和0.0099±0.0057之間。分子方差分析顯示群體間無顯著的遺傳分化。但是Exact檢驗(yàn)不支持黃海和東海黃姑魚是一個(gè)隨機(jī)交配的群體。核苷酸不配對分析表明黃姑魚群體在85,000-170,000年前經(jīng)歷了群體擴(kuò)張。 5.對青島和廈門黃姑魚群體的遺傳多樣性進(jìn)行了AFLP分析，

7、5對選擇性引物在兩個(gè)群體47個(gè)個(gè)體中，共擴(kuò)增出461個(gè)位點(diǎn)，多態(tài)位點(diǎn)265個(gè)。青島和廈門群體的多態(tài)位點(diǎn)比例、Nei遺傳多樣性指數(shù)和Shannon遺傳多樣性指數(shù)分別為51.70％、51.99％，O.1022、0.0996，0.1643、0.1622；兩個(gè)群體遺傳多樣性在同一水平上。基因分化系數(shù)Gsr、Shannon遺傳多樣性指數(shù)和AMOVA分析均顯示黃姑魚的遺傳變異主要來源于群體內(nèi)個(gè)體間，而群體間無明顯的遺傳分化。群體的顯性基因型頻率分布

8、和位點(diǎn)差異數(shù)分布顯示兩個(gè)群體有基本相同的群體遺傳結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明，黃姑魚青島和廈門群體間無明顯的遺傳差異，群體間有明顯的基因交流。 6.為了檢驗(yàn)更新世冰期和環(huán)境因子對海洋魚類進(jìn)化的影響，我們采用線粒體DNA對玉筋魚的系統(tǒng)地理分布模式和遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。在玉筋魚群體內(nèi)我們檢測到兩個(gè)顯著分化的單倍型類群，更新世冰期的隔離可能是這兩個(gè)類型產(chǎn)生分化的原因。兩個(gè)單倍型類群在地域上的分布頻率具有顯著差異，通過比較日本海和太平洋側(cè)兩個(gè)單倍

9、型類型分布區(qū)域的不同，發(fā)現(xiàn)洋流和水溫對玉筋魚的分子系統(tǒng)地理模式具有顯著影響。分子方差分析以及群體間分化指數(shù)FST值均顯示玉筋魚南北兩個(gè)組群體內(nèi)不存在明顯的群體遺傳結(jié)構(gòu)。這可能是因?yàn)槟┐伪诤笥窠铘~群體在陸架區(qū)發(fā)生大范圍棲息地?cái)U(kuò)張所引起的，擴(kuò)散后新建立的群體尚未在遷移與漂變之間取得平衡；也可能是黑潮、親潮和對馬暖流洋流加強(qiáng)了組群內(nèi)各群體間的聯(lián)系。 7.為了進(jìn)一步解決玉筋魚南北兩個(gè)組群的分類地位和研究環(huán)境因子對玉筋魚核基因的影響，我