河川沙塘鳢群体遗传多样性及其系统进化研究

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:zhenghao_w
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河川沙塘鳢(Odontobutis potamophila)又被称为沙塘鳢、虎头鲨、呆子鱼等。该鱼作为长江中下游特色鱼类,被称为“上海世博第一鱼”。目前为止,有关河川沙塘鳢的研究多集中于生物学、生理、营养代谢、毒理实验等方面,而关于沙塘鳢属鱼类的种质资源研究较少。本文采用线粒体D-loop分子标记技术并结合核基因SRAP标记研究我国河川沙塘鳢群体遗传多样性及5种虾虎鱼类的系统进化关系,在分子层次上探讨其遗传变异水平,对河川沙塘鳢种质资源的遗传多样性进行评估,从而为河川沙塘鳢的遗传多样性监测、不同地理群体之间的遗传分化、物种保护及其人工繁殖等研究工作提供科学依据。本研究结果如下:1、基于线粒体D-loop基因序列研究不同群体河川沙塘鳢遗传多样性采用线粒体D-loop分子标记技术对河川沙塘鳢5个地理群体共150个个体(安徽省当涂(DT)30尾、江苏省射阳(SY)30尾、江苏省太湖东西山(DXS)30尾、浙江省余姚(YY)30尾、福建省闽江(MJ)30尾)进行遗传多样性分析。表明MJ群体与其他四个群体的遗传距离(0.1186-0.1223)大于其他四个群体之间的遗传距离(0.0015-0.0198),检测中得到23个单倍型,且每个群体都有自己特有的单倍型。河川沙塘鳢表现为高的单倍型多样性(0.80510)和低的核苷酸多样性(0.04028)。由中性检测(Tajima’s D和Fu’sF)和核昔酸不配对分布可知,河川沙塘鳢没有经历近期种群扩张,而是在群体的进化过程中,平衡选择起主要作用,群体大小维持稳定状态。单倍型NJ树和网络图分析结果表明,单倍型在群体间有明显分支,体现了明显的地理差异性。5个群体的AMOVA分析表明,所有群体间的变异占总变异的92.91%,而群体内变异占7.09%,提示了不同群体的河川沙塘鳢间应进行单独管理和保护。2、利用SRAP分子标记研究河川沙塘鳢群体的遗传多样性采用相关序列扩增多态性(Sequence related amplified polymorphism, SRAP)分子标记分析3个河川沙塘鳢自然群体(安徽省当涂(DT)群体、浙江省余姚(YY)群体、江苏省太湖东西山(DXS)群体)的遗传多样性。从196对引物组合中筛选出11对扩增条带清晰、稳定的引物组合对3个群体进行扩增,共获得71个位点。3个群体内多态位点比例为6.90%-24.14%,其中DT群体多态位点比例为6.90%,YY群体多态位点比例为24.14%、DXS群体多态位点比例为24.14%;群体的Nei’s基因多样性指数(H)为0.0330-0.0939(DT(0.0330)>YY(0.0784)>DXS(0.0939)),群体Shannon’s多样性指数(I)为0.0463-0.1368(DT(0.0463>YY(0.1206)>DXS(0.1368)).DXS群体、YY群体的多态位点比例、Nei’s基因多样性和Shannon’s多样性指数均稍高于DT群体。3个群体间的Nei’s无偏遗传距离为0.0363-0.2867,遗传相似度为0.7507-0.9644,DXS群体与YY群体的遗传距离最小(0.0363),遗传相似度最大(0.9644),亲缘关系最近。采用UPGMA法对3个群体进行聚类分析显示,YY群体和DXS群体聚为一支,DT群体聚为单独的一支。进一步证实,3个河川沙塘鳢自然群体有较低的遗传多样性。3、基于线粒体D-loop基因序列研究我国5种虾虎鱼类的系统进化关系利用PCR技术扩增河川沙塘鳢(O.potamophila)、鸭绿沙塘鳢(Odontobutis yaluensis)、中华沙塘鳢(Odontobutis sinensis)、葛氏鲈塘鳢(Perccottus glenii)及尖头塘鳢Eleotris oxycephala)的线粒体D-loop区并测序,获得河川沙塘鳢、鸭绿沙塘鳢、中华沙塘鳢、葛氏鲈塘鳢及尖头塘鳢线粒体D-loop区全序列分别为853bp、853bp、1028bp、852bp、848bp,结合GenBank中7种虾虎鱼类(平头沙塘鳢(Odontobutis platycephald)、刺盖塘鳢(Eleotris acanthopomd)、黑体塘鳢Eleotris melanosomd)、褐塘鳢(Eleotris fusea)、中华乌塘鳢Bostrychus sinensis)、云斑尖塘鳢(Oxyeleotris marmorata)、溪鳢(Rhyacichthys aspro))同源的D-loop区序列,分析了12种虾虎鱼类的系统发育关系。所使用的同源序列长度为832-846bp,其中保守位点452个,变异位点405个,简约信息位点258个,单态位点145个,转换/颠换平均值为0.8。基于Kimura2-parameter模型的12种虾虎鱼类遗传距离范围为0.043-0.312,在Kimura2-parameter模型构建的邻接树和非加权配对法系统树中,河川沙塘鳢、鸭绿沙塘鳢、中华沙塘鳢、平头沙塘鳢聚为一大支,刺盖塘鳢、黑体塘鳢、褐塘鳢、尖头塘鳢、溪鳢、葛氏鲈塘鳢聚为另一支。同时对5种虾虎鱼类(河川沙塘鳢、鸭绿沙塘鳢、中华沙塘鳢、葛氏鲈塘鳢及尖头塘鳢)的线粒体D-loop结构进行比较分析,5种鱼类线粒体DNA控制区结构与其他鱼类类似,分为终止序列区(termination associated sequence, TAS)、中央保守区(central conserved domain)和保守序列区(conserved sequence block, CSB),不同鱼类品种线粒体DNA控制区结构之间有一定的差别。
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