蛇尾纲生物是重要的棘皮动物类群,广泛分布于世界海洋底栖生境。萨氏真蛇尾(Ophiura sarsii)是北太平洋–北极–北大西洋海域常见的环北极冷水种,其亚种浅水萨氏真蛇尾(O.sarsii vadicola)是黄海冷水团及日本海的优势种,分布范围最南到33°N。该种与亚种之间的形态差异主要体现在栉棘、辐盾等方面,但在遗传、种群结构等方面的差异尚未明晰。目前对日本海、楚科奇海及大西洋萨氏真蛇尾种群特征已有较多研究,而对我国黄海的浅水萨氏真蛇尾种群现状了解较少。本研究通过分析浅水萨氏真蛇尾黄海种群的分布、盘径、年龄等种群特征对其种群结构进行系统性阐述;同时以线粒体基因COⅠ、核基因ITS2以及SNPs为分子标记,对比分析了浅水萨氏真蛇尾黄海、日本海种群与萨氏真蛇尾北太平洋、北极、大西洋地理群体的遗传多样性及遗传结构,揭示浅水萨氏真蛇尾种群结构与进化历史。主要结果如下:(1)浅水萨氏真蛇尾黄海种群特征经历史资料收集与现场调查,1958–2019年18次调查数据显示:浅水萨氏真蛇尾黄海种群的主要分布范围为34°–39°N,122°–124°E。外围呈现斑块状分布,最北端处于39°N,最南端可达32°N,最西端为120°E,最东端则可达125°E。浅水萨氏真蛇尾的分布与黄海底层水温的季节变化相关,秋季南黄海个体的分布有向北收缩的迹象。2007年至2011年的调查表明,浅水萨氏真蛇尾的栖息密度高于2007年前的调查结果。2018年4、8月及2019年4月的调查结果显示,浅水萨氏真蛇尾种群的最大密度出现在2018年夏季北黄海,达到331 ind./m2,处于黄海冷水团分布范围。2018年春、夏季北黄海群体的平均密度比南黄海群体明显更高,春季为83 ind./m2、夏季为73 ind./m2。2019年春季黄海浅水萨氏真蛇尾群体的平均密度为47 ind./m2。对2018年春、夏季黄海浅水萨氏真蛇尾的湿重、干重与去灰干重进行线性回归统计,相关性较好。春、夏季该种群的平均生物量和个体平均有机物含量分别为10.84 g/m2、12.36 g/m2及0.034 g/m2、0.032 g/m2,南、北黄海群体的次级生产力分别为0.67 g/m2 a、1.26 g/m2 a。对2018年春、夏季黄海共13个站位采集的样品进行体盘直径(盘径)分析,发现其范围在1.00–17.55 mm之间,5.00–7.00 mm个体占76.8%。春季南、北群体的平均盘径为7.82 mm、7.64 mm。夏季南黄海群体的平均盘径为9.77 mm,北黄海群体平均盘径与春季相近(7.55 mm)。对2018、2019年春、夏季13个站位采获的186个体利用逐级校正的方法进行年龄校正处理,结果表明校正后个体最多增加9龄,盘径3–17 mm的浅水萨氏真蛇尾的校正后年龄为2–16龄。基于年龄数据进行盘径–年龄分析,使用Special von Bertalanffy model和Gompertz生长模型进行非线性拟合,生长模型分别为:Dt=27.02(1-e-0.058t)、Dt=22.35e-e-0.124(t-6.226),预测该种群最大个体为27.02 mm或22.35 mm。基于较优的Gompertz模型及其拟合公式,对已统计盘径分布的2018年春、夏季样品进行年龄结构换算,北黄海个体的平均年龄为5龄,最大为15龄。南黄海的个体则变化较大,春、夏季个体的最大年龄为17龄和15龄,平均年龄分别为5龄和7龄。(2)基于DNA条形码分析浅水萨氏真蛇尾与萨氏真蛇尾的遗传分化基于线粒体基因COⅠ、核基因ITS2片段对浅水萨氏真蛇尾与萨氏真蛇尾8个地理种群进行群体遗传学分析,结果表明各地理种群的单倍型多样性较高,种群结构差异显著,可划分为3个线粒体谱系:黄海浅水萨氏真蛇尾谱系、北太平洋–北极萨氏真蛇尾谱系、大西洋–北极萨氏真蛇尾谱系。亚种与萨氏真蛇尾COⅠ片段的遗传距离差异达到13.5–15.2%,大于种的内部差异(0–7.4%),但二者的ITS2片段只有2个差异位点。基于迭代校正法推断,亚种浅水萨氏真蛇尾与萨氏真蛇尾的分化可能发生在3.6 Ma(晚上新世)的北太平洋海域,而萨氏真蛇尾北太平洋–北极种群与大西洋种群在1.5–1.2 Ma(早更新世)发生分化。浅水萨氏真蛇尾黄海种群在111.8–60.1 ka发生群体扩张的历史事件。(3)基于简化基因组数据分析浅水萨氏真蛇尾与萨氏真蛇尾种群的分化对浅水萨氏真蛇尾黄海、日本海种群及萨氏真蛇尾日本海、白令海和巴伦支海种群进行2b–RAD简化基因组测序,结合遗传分化和系统发育分析结果,表明5个地理种群可划分为3个亚群,浅水萨氏真蛇尾亚群、萨氏真蛇尾北太平洋–北极亚群、萨氏真蛇尾大西洋亚群。上述种群遗传结构与DNA条形码分析结果相似。浅水萨氏真蛇尾黄海和日本海种群间不存在分化,萨氏真蛇尾日本海和白令海种群间存在中度分化、巴伦支海种群与北太平洋–北极种群存在高度分化。基于线粒体、核基因片段及SNPs的分析结果,萨氏真蛇尾是一个复合种,日本海可能是其内部产生分化的关键地点。该复合种的种内分化仍在持续:亚种浅水萨氏真蛇尾分化程度高,北太平洋-北极与大西洋亚群的差异正逐渐显现。下一步需利用基因组重测序等手段,结合温度等环境变量进行萨氏真蛇尾不同地理群体的种群历史动态与适应性进化研究。