长江下游典型水域翘嘴鲌(Culter alburnus)遗传多样性的研究

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翘嘴鲌(Culter alburnus Basilewsky)是一种较大型的淡水商业鱼,随着其资源量的减少,种质资源的衰退,对其遗传多样性的研讨将格外重要,因为研究物种的遗传多样性有助于评估该物种的当前资源现状,从而减少物种灭绝的风险,达到保护濒危物种的效果。鱼类线粒体DNA具备一些独特的优点,已经被认为是一个很好的遗传学标记,普遍使用于群体遗传多样性等研究范畴。因此本研究利用线粒体DNA作为分子遗传学标记,以长江流域的江苏段、太湖、淀山湖、长荡湖、长漾湖和高邮湖6个水域的翘嘴鲌群体为研究对象,利用细胞色素B(Cytb)、细胞色素氧化酶Ⅰ(COⅠ)和细胞色素氧化酶Ⅱ(COⅡ)基因进行序列测序分析,探究6个翘嘴鲌群体的遗传多样性状况,主要研究结果如下:1.基于细胞色素B(Cytb)基因对翘嘴鲌不同群体遗传多样性分析以淀山湖(DSH)、太湖(TH)、长荡湖(CDH)和长江(CJ)4个水域共211尾翘嘴鲌为研究对象,利用Cytb基因分析序列以研究4个群体翘嘴鲌的遗传多样性。分析得到长度为1088bp的Cytb基因序列,其中碱基A+T含量为55%,G+C为45%。4个群体211个样本中得到46个单倍型,其中太湖群体单倍型最高,淀山湖群体单倍型最低。单倍型多样性(Hd)为0.849-0.946,核苷酸多样性(Pi)为0.0083-0.174,整体遗传多样性较高。4个群体种间遗传距离0.052-0.152,太湖群体和淀山湖群体的种间遗传距离最大为0.152。群体间的遗传分化指数(Fst)为0.197-0.646,基因流值范围为0.152-1.019,其中长江与淀山湖群体的基因流值最小为0.152,长江与长荡湖群体的基因流值最大为1.019。基于NJ法构建系统进化树,从进化树中看出,4个群体翘嘴鲌存在地理区分,但并不明显。2.基于COⅠ基因分析翘嘴鲌不同群体遗传多样性为了解长江下游及其下游几个典型湖泊的翘嘴鲌群体的遗传多样性高低,利用mt DNA中的COⅠ基因部分序列对来自于淀山湖(DSH)、太湖(TH)、长漾湖(CYH)和长江(CJ)的翘嘴鲌4个群体进行分析,与数据库中翘嘴鲌的序列比对值在99%以上则认为是翘嘴鲌,之后在MEGA中剪切整齐后得到816 bp的COⅠ基因序列,分析其碱基A、T、C和G的平均含量分别为26.3%、28.7%、26.8%和18.2%;4个群体共检测到302个多态性位点,包含43个单倍型;4个群体的单倍型多样性(Hd)为0.639-0.912,TH>CJ>DSH>CYH。核苷酸多样性(Pi)为0.0052-0.0874,CJ>CYH>DSH>TH;TH群体与其它群体间均存在较显著的遗传分化,且与其它群体间的遗传距离均较远;AMOVA结果表示,群体内的遗传变异(89.84%)远高于群体间的变异(10.16%);研究结果为翘嘴鲌的资源现状评估和种质资源保护等工作提供了依据。3.基于COⅡ基因序列分析不同群体遗传多样性基于线粒体COⅡ基因的序列分析长江、太湖、高邮湖、淀山湖和长荡湖5个不同地理群体翘嘴鲌(C.alburnus)的遗传多样性、不同地理群体间与群体内的群体差异。通过提取DNA、PCR和测序,将所得序列比对剪切后在Dna SP等软件中进行分析。结果显示,在425 bp COⅡ序列中共检测到31个变异位点。碱基A、T、C和G的平均含量分别为24.19%、29.61%、28.03%和18.17%,其中A+T(53.8%)高于C+G(46.2%)。5个地理群体197个不同个体共定义了13个单倍型,单倍型多样性为0.273-0.603,长江群体和长荡湖群体最高,太湖群体最低;核苷酸多样性为0.001-0.017,淀山湖群体最低,长荡湖群体最高;不同群体间的遗传变异较低,其值为10.47%,而群体内的遗传变异达到89.53%(P<0.01)。采用NJ法(Neighbour-joining)构建翘嘴鲌不同群体的分子进化树将5群体的单倍型分为两大支,分化并不明显。整体上“四湖一江”翘嘴鲌群体的遗传多样性丰富,但分析单一湖泊的群体遗传多样性,长荡湖群体最高,太湖群体最低,后续研究将深入了解翘嘴鲌的遗传背景和资源现状,为其野生资源保护提供基础数据。综上所述,本研究基于线粒体DNA研究了“五湖一江”的翘嘴鲌遗传多样性,每个水域的翘嘴鲌遗传多样性较丰富,可以基于本研究的结果,简单的评估翘嘴鲌种质资源状况,后续研究将采用多种标记相结合的方法,研究其遗传多样性,更加全面的评估种质资源,为翘嘴鲌资源保护和良种的选育提供基础参考。
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