中國鱭屬魚類進(jìn)化關(guān)系及刀鱭、鳳鱭的分子系統(tǒng)地理學(xué)研究.pdf

1、本研究采用形態(tài)學(xué)、線粒體DNA和AFLP三種方法，分析了中國鱭屬(Coilia)魚類的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和種間的分類地位，并探討了湖鱭和短頜鱭的物種有效性。同時(shí)以刀鱭(C.nasus)和鳳鱭(C.mystus)為研究對象，通過線粒體DNA和ISSR標(biāo)記技術(shù)，探討了中國長江流域以及西北太平洋刀鱭群體的系統(tǒng)地理格局；以形態(tài)學(xué)分析、線粒體DNA和AFLP技術(shù)探討了中國沿海鳳鱭群體的遺傳結(jié)構(gòu)差異和地理分布格局。
　　 1.中國鱭屬魚類的系統(tǒng)發(fā)

2、育研究
　　 (1)通過形態(tài)學(xué)方法探討了5種鱭屬魚類的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和種間的分類地位。聚類分析結(jié)果表明湖鱭、短頜鱭與刀鱭的親緣關(guān)系緊密，而與鳳鱭和七絲鱭親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。聚類分析、主成分分析的結(jié)果及分節(jié)特征的分布頻率顯示刀鱭、湖鱭與短頜鱭間親緣關(guān)系較近，可能為同一物種。
　　 (2)利用線粒體DNA的COI、ND5和Cytb基因片段進(jìn)行序列聯(lián)合分析，研究了中國鱭屬魚類的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。短頜鱭、刀鱭、湖鱭的個(gè)體間遺傳距離非常接近于

3、這三者的種間遺傳距離；而短頜鱭、刀鱭與湖鱭的Fst值也顯著低于這三者與七絲鱭(Coilia grayi)和風(fēng)鱭的Fst值。在NJ、MP和BI法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹中，刀鱭、短頜鱭和湖鱭未能各自形成單系群。刀鱭、短頜鱭與湖鱭的AMOVA分析結(jié)果顯示種間的分子差異僅占9.76％，且統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)不顯著。Fst值變化范圍和AMOVA分析的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果表明短頜鱭、刀鱭與湖鱭之間無顯著的遺傳分化。因此，短頜鱭和湖鱭應(yīng)為刀鱭的不同生態(tài)型種群，而不能作為獨(dú)立的

4、種。
　　 (3)應(yīng)用AFLP分子標(biāo)記技術(shù)對5種鱭屬魚類的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示：刀鱭、短頜鱭和湖鱭的種間平均遺傳距離和基因分化系數(shù)明顯低于它們與七絲鱭和風(fēng)鱭間的比較結(jié)果。將短頜鱭與湖鱭被視作刀鱭的種群，對刀鱭、七絲鱭與鳳鱭來進(jìn)行AMOVA分析的結(jié)果顯示分子差異主要屬于種間差異，且統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果顯著。NJ系統(tǒng)發(fā)育樹與UPGMA系統(tǒng)樹的結(jié)果也顯示出湖鱭、短頜鱭與刀鱭的親緣關(guān)系緊密，而與鳳鱭和七絲鱭親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。據(jù)此推測短頜

5、鱭、湖鱭與刀鱭應(yīng)屬于同一個(gè)種。
　　 2.刀鱭的分子系統(tǒng)地理學(xué)研究
　　 (1)利用線粒體DNA控制區(qū)片段及Cytb片段對刀鱭的11個(gè)群體進(jìn)行了分析，基于BI法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹中，刀鱭群體113個(gè)控制區(qū)單倍型聚為3個(gè)類群。中性檢驗(yàn)的結(jié)果都表明三個(gè)類群都經(jīng)歷過群體擴(kuò)張。根據(jù)貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹劃分為三個(gè)組群進(jìn)行AMOVA分析的結(jié)果顯示三個(gè)組群間存在顯著的遺傳結(jié)構(gòu)。更新世冰期導(dǎo)致長江河流湖泊的隔離可能使刀鱭分化出的淡水生態(tài)型。更

6、新世冰期晚期，日本海的劇烈波動(dòng)以及有明海的特殊地理環(huán)境可能是日本刀鱭群體發(fā)生隔離的重要原因。此外，刀鱭洄游的生活史特性也影響3個(gè)類群在地理上的分布頻率。
　　 (2)基于ISSR分子標(biāo)記開展了西北太平洋刀鱭種群遺傳結(jié)構(gòu)及其地理分布格局研究。UPGMA系統(tǒng)樹與PCA分析的結(jié)果顯示日本有明海群體與中國群體間呈現(xiàn)顯著的遺傳分化。STRUCTURE分析結(jié)果表明刀鱭5個(gè)群體應(yīng)分為2個(gè)遺傳上不同的組群：AMOVA分析的結(jié)果也表明了兩組群間存

7、在顯著的遺傳差異?；蛄鹘Y(jié)果顯示刀鱭的日本有明海群體與中國群體間的基因交流受到限制，而中國群體間的基因交流頻繁。更新世晚期日本海平面的劇烈波動(dòng)導(dǎo)致的棲息地隔離，以及較強(qiáng)的海洋環(huán)流可能限制了中日群體間刀鱭的基因交流，刀鱭的棲息地和生活史特征導(dǎo)致的基因同質(zhì)可能是中國群體間基因交流頻繁的重要原因。
　　 (3)應(yīng)用ISSR分子標(biāo)記對長江流域刀鱭種群遺傳結(jié)構(gòu)及其地理分布格局進(jìn)行了研究。STRUCTURE分析結(jié)果表明刀鱭的5個(gè)群體應(yīng)分為2

8、個(gè)遺傳上不同的組群。AMOVA分析的結(jié)果也表明了兩組群間存在顯著的遺傳差異。刀鱭群體UPGMA系統(tǒng)樹中，安慶、天鵝洲和赤壁群體大部分個(gè)體聚為一支，鎮(zhèn)江與太湖群體聚為另一支。本研究結(jié)果表明刀鱭群體間存在顯著的遺傳分化。長江河流湖泊的隔離可能使刀鱭分化出淡水生態(tài)型，并且這種分化可能與更新世的氣候波動(dòng)有關(guān)。
　　 3.鳳鱭群體的形態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)研究
　　 (1)對中國沿海的5個(gè)鳳鱭群體進(jìn)行了形態(tài)學(xué)研究。聚類分析表明鳳鱭的寧波群體

9、與其他群體間差異顯著。單因子方差分析也顯示出寧波群體與其他的風(fēng)鱭群體之間存在差異。與其他鳳鱭群體相比，寧波群體在上下鰓耙數(shù)和脊椎骨數(shù)等分節(jié)特征的分布頻率上均存在明顯差異。棲息地環(huán)境可能導(dǎo)致不同風(fēng)鱭群體適應(yīng)了不同的地理環(huán)境，從而限制了不同鳳鱭群體的擴(kuò)散區(qū)域，最終導(dǎo)致鳳鱭群體形態(tài)特征上出現(xiàn)差異。
　　 (2)基于線粒體控制區(qū)、Cytb及COI片段序列開展了鳳鱭的分子系統(tǒng)地理學(xué)研究。結(jié)果顯示分布于中國沿岸的5個(gè)鳳鱭群體分化為南北兩個(gè)世

10、系?；诩?xì)胞色素b計(jì)算的兩個(gè)種的分化時(shí)間約為390萬年，分化事件發(fā)生于上新世中期；基于COI基因片段序列得出的鳳鱭兩個(gè)世系間凈遺傳距離為5.6％，超過了COI基因DNA條形碼鑒別不同物種2～3％的遺傳距離閾值，這表明鳳鱭的群體中可能存在一個(gè)隱蔽種，鳳鱭的南北兩個(gè)世系應(yīng)為兩個(gè)不同的物種。在更新世的末次冰盛期以后，隨著海平面的升高，鳳鱭的棲息地可能也發(fā)生了擴(kuò)張。因此，群體數(shù)量的增長和棲息地的擴(kuò)大可能是導(dǎo)致鳳鱭mtDNA多態(tài)性模式的原因。

11、r>　　 (3)應(yīng)用ISSR分子標(biāo)記對分布于中國沿岸4個(gè)鳳鱭群體遺傳多樣性進(jìn)行了研究。STRUCTURE分析結(jié)果表明4個(gè)群體應(yīng)分為2個(gè)遺傳上不同的組群；AMOVA分析的結(jié)果顯示兩組群間的遺傳差異顯著。UPGMA系統(tǒng)樹顯示上海鳳鱭群體單獨(dú)聚為一支，而溫州、廈門和大亞灣群體聚為另一支。研究結(jié)果顯示，長江型鳳鱭群體與其他鳳鱭群體間存在較大的遺傳分化并且缺乏基因交流。鳳鱭南北兩類群在地理上為異域分布，這可能與其產(chǎn)卵場的不同、以及棲息水域的溫度