海龙科鱼类是目前已知的唯一的具有雄性育儿特征的生物类群，共包含300多个种，多分布于海洋中，部分种类在河口和淡水河流中也有分布。它们特殊的形态特征和生活史特征使得海龙科鱼类成为海洋生物进化与资源保护研究的旗舰生物类群。海龙科鱼类在我国近海分布广泛，但是关于其遗传结构、生物地理格局和适应性进化的研究尚少，本研究对我国近海的海龙科鱼类优势种群的生物地理格局进行了解析，并对个别优势的代表物种的群体分化和适应性进化进行了详细探究，借助单基因分子标记、全基因组单核苷酸多态性标记以及功能基因家族的分析手段，多层次多角度的对中国近海海龙科鱼类的生物地理格局和适应性进化进行了研究，主要研究进展如下:　　1.首先基于海龙科鱼类遗传学数据不足的现状，本研究中共首次测序并组装了8种海龙科鱼类的线粒体基因组。结果显示，这8种海龙科鱼类的线粒体基因组长度从16479～16956bp不等，长度差异主要存在于非编码区，基因的排布顺序和编码方向均一致，体现了线粒体基因组结构的保守性。在97种硬骨鱼类线粒体基因组的系统进化中，22种海龙科鱼类单独形成一个单系群且分支的支持率达到了99％。基于分子钟推算的分歧时间显示海龙科鱼类的分化时间非常晚，约在48.8百万年前的始新世和其他硬骨鱼类的发生分歧，并且海龙科鱼类的分化可能受到当时全球气候变化的影响。此外，选择压力分析和SSR的检测结果显示海龙科鱼类的线粒体基因受到较强的纯化选择。　　2.我们对中国近海的大海马的亲缘关系较近的棕海马(Hippocampus fuscus)和吻海马（Hippocampus reidi）开展了群体遗传学的研究，对其线粒体cytb和coI基因进行了扩增。我们构建了这些海龙科鱼类种群的系统发育关系并评估了其遗传多样性和遗传结构。结果发现它们群体的不同地理种群之间没有明显的遗传分化，且遗传多样性较高，说明不同地理种群之间存在着较充分的基因交流。这种格局出现的原因可能是种群在近期的扩张以及幼体的广泛扩散。此外，该海马的分布区不存在明显地理屏障，并且存在着季节性洋流，这些因素都会促进群体间的基因交流。　　3.我们从形态学上对不同地理种群的薛氏海龙进行了分析，发现北部海域薛氏海龙的眼睛明显偏大，这种适应性的性状体现了海龙对不同海域环境和不同海洋生态系统类型环境的适应。然后我们利用限制位点相关DNA(Restriction site Associated DNA,RAD)测序技术对中国近海薛氏海龙的不同种群进行了分析，结果发现薛氏海龙的黄海种群、东海种群和南海种群间发生了明显的遗传分化。通过对薛氏海龙的不同种群的选择消除分析，我们共注释到了37个受选择基因，我们对这些基因进行了GO(Gene Ontology)注释，从中发现了多个与视觉相关的基因，包括光感受器的结构蛋白（eys）、视网膜的结构蛋白(rx3)、视网膜鸟苷酸环化酶(retgc-2)等基因，并且它们的功能得到了已有文献资料的支持。这些基因的发现对于我们了解薛氏海龙对不同环境的适应性特征有重要的参考意义。　　4.本研究中我们设计了热激和病菌胁迫生理实验对线纹海马hsp60、hsp70和hsp90基因的功能进行验证。首先，我们克隆了线纹海马hsp60、hsp70和hsp90的序列，并对其序列结构、同源性和分子进化特征进行了比较，组织分布的结果显示，hsp60、hsp70和hsp90基因在线纹海马的各个组织中均有表达，尤其在脑、肝和肠中表达量最高，热激和病菌胁迫的结果显示，hsp60、hsp70和hsp90基因在线纹海马的各个组织中的表达量均呈现出显著的上调趋势。并且hsp70和hsp90基因在海龙科鱼类中均受到了正选择，并发现了相关的适应性突变位点，这些研究为探讨海龙科鱼类的环境适应性机制提供了重要的科学依据。　　5.通过对包含海龙科鱼类在内的脊椎动物hsp90基因家族在进化过程中，至少发生了3次基因重复事件，并且hsp90基因复制事件无法用不等交换和逆转录转座这2种机制来解释，而脊椎动物进化历史上发生了两次全基因组复制事件(two rounds of genome duplication hypothesis，2R hypothesis)能够很好的吻合它们的进化历史。对脊椎动物hsp90家族基因的选择压力分析结果证实它们在进化上均受到了明显的纯化选择。这种选择倾向于增强基因的保守性，因此hsp90基因家族的大小可能受到了较强的进化约束。此外，选择压力的检测结果中发现鱼类的hsp90aa1基因的5端区域的多个位点的选择压力值(rates of synonymous and nonsynonymous substitutions，Ka/Ks)值较高，呈现出相对较低的纯化选择压力，有发生适应性变化的趋势。