基于线粒体控制区和细胞色素B基因的江豚种群遗传多样性和遗传结构分析

发布时间：2020-06-01 00:28

【摘要】：江豚(Neophocaena sp.)主要分布于印度和西太平洋沿岸狭长的浅水区,从波斯湾到大多数印度-马来西亚(Indo-Malay)地区的沿岸海洋,向北经过中国海域到日本和韩国南部。本研究对窄脊江豚东亚亚种(N.asiaeorientalis sunameri)线粒体基因组全序列进行了扩增。同时还测定了11头长江口江豚个体的线粒体控制区部分序列和Cyt b基因全序列,并结合Gen Bank已报道的其他不同水域的江豚的控制区和Cyt b序列,分析了不同江豚种群的遗传多样性、种群遗传结构以及种群历史动态。结果主要如下:1.窄脊江豚东亚亚种线粒体基因组组成与结构分析窄脊江豚东亚亚种线粒体基因组呈闭合环状,全长16385bp,包括13个蛋白质编码基因(PCGs),22个tRNA基因,2个r RNA基因和两段非编码区(D-loop和轻链复制起点OL)。碱基组成为A(31.93%)、T(27.29%)、C(27.01%)、G(13.76%),并且(A+T)%大于(G+C)%。蛋白质编码基因的起始密码子除了ND2的起始密码子是ATT,ND3和ND5是ATA以外,其余基因起始密码子都是ATG。COI的终止密码子为AGG,Cyt b的终止密码子为AGA,ND1和ATP8的终止密码子为TAG,而ND4的终止密码子为不完全的T,有三个基因(ND2,ND3,COIII)的终止密码子为不完全的TA,其余基因的终止密码子都是TAA。预测的22个tRNA二级结构,结果除tRNASer(AGY)的DHU臂缺失,其余所有tRNA均能形成典型的三叶草结构。除了ND6基因和8个tRNA基因(tRNA~(Gln),tRNA~(Ala),tRNA~(Asn),tRNA~(Cys),tRNA~(Tyr),tRNA~(Ser),tRNA~(Pro)和tRNA~(Glu))是由轻链(L链)编码,其余基因都是由重链(H链)编码。基于24种近缘鲸豚类的线粒体基因组全序列,构建的系统发育树结果显示,鼠海豚科与一角鲸科和海豚科的亲缘关系较近,且江豚与鼠海豚亲缘关系最近。2.江豚的种群遗传多样性和种群遗传结构分析基于渤海种群(NYS)、长江口种群(YRE)、长江种群(YR)、南海北部种群(NSS)、台湾种群(TS)及珠江口种群(PRE)的线粒体部分控制区序列分析,共发现26个变异位点,定义了47种单倍型。台湾种群(TS)的单倍型多样性(Hd=0.625±0.093)和核苷酸多样性相对较低(π=0.0021±0.0005),珠江口群体(YRE)的核苷酸多样性最高(π=0.0047±0.0027)。6个地理种群间的FST值范围为-0.02032~0.70277。AMOVA分析结果表明,当6个江豚种群按地理组群划分为[NYS];[YR,YRE];[NSS,TS];[PRE]时,FCT值最大(0.42359),说明这种地理组群的划分能较合理的体现出我国水域江豚种群的遗传格局。基于渤海种群、长江口种群、长江种群、及珠江口种群的Cyt b全序列(1140bp)分析,共发现56个变异位点,定义了44种单倍型。渤海种群单倍型多样性(Hd=0.834±0.027)最高,而长江口群体的单倍型多样性(Hd=0.286±0.196)和核苷酸多样性(π=0.0015±0.0010)最低。AMOVA分析结果表明,按地理分不分组,种群内存在显著的遗传分化(86.69%),而不同的地理区域之间和区域内的遗传变异分别只有0.67%和12.64%。基于江豚线粒体DNA控制区和Cyt b基因单倍型构建的NJ树和网络图结果显示,单倍型没有按照相应的地理分布形成独自的分支,不同地理种群的单倍型相互交叉。3.江豚中性检测和种群历史动态种群的中性检验和错配分布的分析结果发现渤海种群(NYS),长江种群(YR)和台湾种群(TS)的Tajima?s D0且P0.05,Fu?s Fs0且P0.05以及Fu and Li's D*和Fu and Li's F*呈负值且不显著,这些都显示三个种群经历了种群爆发和种群扩张。珠江口种群(PRE)的Tajima?s D0且P0.05,Fu?s Fs0且P0.01及Fu and Li's D*和Fu and Li's F*呈负值且不显著,错配曲线呈双峰,说明珠江口种群处于动态平衡,历史上没有发生扩张或明显数量增长。
【图文】：

电泳图,电泳图,产物,江豚

1.3.2 系统进化分析本研究下载了 GenBank 中已知鲸目等近缘物种的相应线粒体基行分析，并以海象(Odobenus rosmarus rosmarus)为外群，采用 MEG邻近法(neighbor-joining method, NJ)，最大似然法(maximum likeliho构建了系统发育树，，系统树各分支的自举检验值(Bootstrap) 1000 次析了窄脊江豚东亚亚种在齿鲸亚目中的分类地位和它们之间的亲缘关2 结果与分析2.1 PCR 和测序结果本实验设计的 13 对 PCR 引物对窄脊江豚东亚亚种线粒体 DNA好，PCR 产物检测均为单一的条带，并且与预期的长度一致(见图 2

结构图,线粒体基因组,江豚,亚种

各个基因的相对位置同其他哺乳动物相同[96-99](见图2-2)。除了 ND6 基因和 8 个 tRNA 基因(tRNAGln, tRNAAla, tRNAAsn, tRNACys, tRNATyr,tRNASer, tRNAPro和 tRNAGlu)是由轻链 (L 链)编码其余基因都是由重链(H 链)编码(见附件表 2-2)。图 2-2 窄脊江豚东亚亚种线粒体基因组结构图Fig. 2-2 The gene map for complete mitochondrial genomeof the Neophocaena asiaeorientails sunameri2.3 基因间隔区与基因重叠区窄脊江豚东亚亚种线粒体基因组的各基因间隔区域共 13 处，间隔序列总长度为 36bp，tRNASer(UCN)和 tRNAAsp基因之间的间隔区最大，长度为 7bp。基因重叠区域共有9处，总长度为73bp。ATP8与ATP6基因之间重叠区最大，重叠大小为 31bp。其次是 ND5 与 ND6 基因之间，长度为 17bp。两基因之间紧密排列，共有 16 处不存在间隔区也没有重叠区域?
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S917.4

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