日本鳗鲡遗传多样性及其近缘种的系统关系的研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lxj13050621544
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第一部分日本鳗鲡长江口及其邻近水域群体遗传多样性的研究 1.日本鳗鲡长江口及其邻近水域采样群体遗传多样性RAPD和微卫星初步分析 从51条随机引物中筛选出16条扩增效果稳定、片段丰富的的多态性引物用于长江口4个采样点、5个采样群体、共10尾性成熟前成鳗、82尾玻璃鳗的日本鳗鲡样本的遗传多样性进行了RAPD分析,共获得132条清晰、稳定的条带,平均每条引物为8.25条。多态性位点的比率以长兴岛群体最高(72.73%),九段沙群体最低(49.20%);群体内差异的贡献率为79.18%,群体间差异的贡献率为20.82%;五个采样群体各自的平均杂合度()在0.205 3~0.3 15 0之间,平均基因多样性指数(Ho)在0.297 4~0,452 6之间;采样群体两两间的遗传分化指数在0.050 8~0.1524之间。群体内遗传变异和群体问遗传变异对群体总遗传变异的贡献率分别为79.18%和20.82%;Nei的遗传距离在0.059 3~0.142 5之间;在玻璃鳗采样群体问未发现遗传差异同采样地点及月份有何显著关系,显示它们可能同属一个大混合群体。而遗传距离、遗传分化指数及NJ树分析结果一致表明:成鳗和玻璃鳗之间可能存在相当的遗传距离和遗传分化。微卫星(SSR)分析的群体同RAPD,结果与RAPD研究结果基本一致。 2.日本鳗鲡中国大陆和台湾省采样群体遗传多样性的微卫星分析 合成30对微卫星引物,经过扩增、筛选出12对具有比较清晰扩增条带的引物12对启东、海安、珠江、闽江、东海大桥及台湾6个采样群体的遗传多样性和遗传关系进行了分析。12对引物在6群体中的平均等位基因数为8.5个,平均观察杂合度为0.7715。六个采样群体间的遗传距离在0.0817~0.2079之间,遗传距离最远的在闽江采样群体和启东采样群体之间,为0.2079,而遗传距离最近的启东采样群体和海安采样群体之间,为0.0817;玻璃鳗之间的遗传差异与采集的年份可能有关,同一年份不同采样点之间的玻璃鳗,遗传距离的远近与采样点之间距离的远近可能也存在一定的关系,但与采集的月份之间间隔的长短没有联系。 3.日本鳗鲡不同采样群体线粒体COⅡ基因序列遗传分化分析 以线粒体的COⅡ基因673bp序列分析日本鳗鲡11采样群体的遗传结构,结果表明121个体只有20个多态位点,13种单倍型,其中有84.3%的个体共同拥有单倍型B04。大部分采样群体之间没有出现遗传分化,少数群体间出现中等的遗传分化,遗传分化检验结果都是不显著的。根据单倍型构建的Mrbays树,仅单倍型B01、B09聚为一小支且有0.95的支持率,其余11种单倍型间没有分支。这表明:COⅡ基因在日本鳗鲡中可能比较保守,不能有效地检测到群体间的遗传分化;日本鳗鲡不同采样群体间的遗传分化非常不明显,不同采样群体间的个体绝可能大部分来自同一个大混合群体。 4.日本鳗鲡不同采样群体线粒体D-loop区遗传分化分析 以线粒体的D-loop区594bp序列分析日本鳗鲡11个采样群体133个个体的遗传结构,结果为133个个体有111种单倍型,多态位点比较丰富,但在11个采样群体中,遗传分化100%来自群体内,各群体间遗传分化均不显著。但在Mrbays树上,出现了支持率在90%以上的几个分支,各分支上的个体组成与采样时间,采样地点没有相关性。如果将Mrbays树上支持率在87%以上分支各组成一个单独的采样混合群体进行分析,结果发现混合群体间的遗传分化45.36%来自群体内,54.64%来自群体间,群体间遗传分化极显著,这表明以高变区D-loop序列结果表明,认为日本鳗鲡来自单一群体的观点值得怀疑,日本鳗鲡可能存在不同的产卵群体,但这些产卵群体的后代到达东南亚各国沿海并不是定向的,玻璃鳗的洄游迁移的行为可能是随机和被动的。 第二部分鳗鲡属内种间遗传关系分析 1.澳洲鳗鲡微卫星分子标记的开发 用小片段克隆法和地高辛标作探针开发澳洲鳗鲡的微卫星位点,获得76条微卫星序列,序列多为(CA)重复,10次重复序列占83.67,没有检测到30次以上的重复序列。用软件primer3.0设计微卫星引物56对,用澳洲鳗鲡的3个个体的基因组DNA进行筛选,18对有稳定扩增的片断。后用澳洲鳗鲡的40个体对这18对引物进行检测,有1对引物扩增产物为单态,其余均为多态,其中16对引物的PIC均大于0.5000,这些位点均能较好地应用于鳗鲡属鱼类群体遗传学的研究。 2.鳗鲡属六种鳗鱼遗传关系的微卫星分析 从日本鳗鲡微卫星引物中筛选11、澳洲鳗鲡20共31个微卫星位点,对鳗鲡属的日本鳗鲡、欧洲鳗鲡、美洲鳗鲡、澳洲鳗鲡和花鳗鲡共6种鱼类进行了遗传分析,分别有7和11共18个位点在鳗鲡属其它5种鱼类中均得到了扩增,所占比例分别为63.64%和55%,这些位点可能是鳗鲡属鱼类中比较保守的位点,而其余的13对引物至少在其它5种鳗鲡中有1种是没有扩增产物的,这些引物的位点可能在鳗鲡属鱼类种类分化过程中因为点突变而造成微卫星位点的缺失和衰退。引物M63-64仅在日本鳗鲡中有扩增产物,是日本鳗鲡的特异性位点,AM1-02、AM4-03、AM8-03仅对澳洲鳗鲡有扩增产物,是澳洲鳗鲡的特异性位点。 从在鳗鲡属6种鱼类中均有扩增产物的引物中,选用7对对鳗鲡属5种(菲律宾鳗鲡除外)进行了遗传关系的分析。结果发现观察等位基因数最多与最少的分别是澳洲鳗鲡和花鳗鲡,分别为6.8571和6.2857,相差0.5714个,差异并不大。观察杂合度和期望杂合度差异最小的是欧洲鳗鲡,分别为0.7476和0.7418;观察杂合度和期望杂合度差异最大的是日本鳗鲡,分别为0.5905和0.6785。5种鳗鲡,遗传相似系数均在0.5以上,为一级的属内亲缘关系。所构建的NJ树,鳗鲡属5种鱼类聚为一大支,美洲鳗鲡和欧洲鳗鲡的亲缘关系最近,在系统树上组成一小支,然后与日本鳗鲡聚在一起。 3.鳗鲡属六种鳗鱼遗传关系的线粒体序列分析 鳗鲡属6种鳗鱼COⅡ序列比较分析表明,6种鳗鱼均有各自特有的位点,特异性位点最多的是澳洲鳗鲡,有9个;其次是菲律宾鳗鲡和日本鳗鲡,均有8个;最少的是欧洲鳗鲡,仅有1个;这些特有的位点可以作为分子标签,识别鳗鲡属不同的种类。 以COⅡ序列、D-loop序列以及将COⅡ序列与D-loop序列拼接后对6种鳗鱼的系统关系进行了探讨,并用Mybayes软件构建了它们之间的系统树。研究结果表明:(1)以COⅡ基因序列对鳗鲡属6种鱼类聚在一大支上,但大西洋2种最先聚为一小支,然后再先后与大洋洲的澳洲鳗鲡、印度-太平洋的日本鳗鲡、花鳗鲡和菲律宾鳗鲡相聚。(2)以D-loop区序列及COⅡ基因序列与D-loop区序列拼接后的研究结果比较一致,即系统树分为两大支,花鳗鲡、菲律宾鳗鲡和日本鳗鲡同属于印度-太平洋类群,在系统树上聚为一大支,其中又以花鳗鲡和菲律宾鳗鲡关系更为密切,二者聚为最小的一支;欧洲鳗鲡、美洲鳗鲡和澳洲鳗鲡,在系统树上聚为一大支,其中又以大西洋的种类美洲鳗鲡和欧洲鳗鲡亲缘关系最近,两者聚为最小的一支,然后再与大洋洲种类澳洲鳗鲡聚为一大支。要弄清鳗鲡属鱼类的分化与系统关系,必须要找出更多、更好的标记以及结合其它的证据如化石和生态事件,才能准确地揭示其自然真相。 第三部分鳗鲡属六种鳗鱼形态学的研究 1.日本鳗鲡等四种鳗鲡属鱼类的脊椎骨数目比较分析 用染色方法分析了鳗鲡属中日本鳗鲡、欧洲鳗鲡、澳洲鳗鲡和花鳗鲡共4种鱼类的脊椎骨数目、D前脊椎骨数和A前脊椎骨数数目。花鳗鲡总脊椎骨的数目是最少的,平均为103.5枚,日本鳗鲡是最多的,平均为116枚。背鳍前脊椎骨数与总脊椎骨数目的比值,花鳗鲡最小,仅20.29%,澳洲鳗鲡是最大的,达38.12%,日本鳗鲡和欧洲鳗鲡比较接近。臀鳍前脊椎骨数目与总脊椎骨数目的比值,最小的是日本鳗鲡(34.05%),最大的是澳洲鳗鲡(49.78%)。背鳍与臀鳍起点间脊椎骨数目与总脊椎骨数目的比值的差值日本鳗鲡最小(9.91%),花鳗鲡最大(15.94%)。因此可以推断,在这四种鳗鲡中,花鳗鲡背鳍起点最靠前,澳洲鳗鲡最靠后;臀鳍起点日本鳗鲡最靠前,澳洲鳗鲡最靠后;背鳍起点与臀鳍起点的相对距离,花鳗鲡最大,日本鳗鲡最小。依据脊椎骨的数目,在这4种鳗鲡中可以将花鳗鲡区分开来。 2.日本鳗鲡等六种鳗鲡属鱼类的形态判别分析 用14项和16项框架数据对鳗鲡属的日本鳗鲡、欧洲鳗鲡、美洲鳗鲡、澳洲鳗鲡、菲律宾鳗鲡和花鳗鲡共6种鱼类进行了方差、判别、聚类以及主成分分析。背鳍前长、框架数据5.7与全长的比值在六种鳗鲡之间均表现出显著差异,可以作为判别这几种鳗鱼的归属的特定参数。在聚类分析中,6种鳗鲡聚为2支,菲律宾鳗鲡与澳洲鳗鲡聚为一支、其余4种聚为另一支,其中美洲鳗鲡和日本鳗鲡有着最高的形似性。6种鳗鲡综合判别准确率为100%,综合互相证实准确率为98.97%。在互相证实判别中,16尾日本鳗鲡有1尾被判入到美洲鳗鲡,错判率为6.2%,其余均无错判;相互之间最易判错的是日本鳗鲡和美洲鳗鲡。
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