中华华鳅与宽体华鳅遗传多样性研究

发布时间：2020-06-30 07:54

【摘要】：遗传多样性是生物多样性的重要组成部分,体现了物种群体之间或同一群体内不同个体之间的遗传变异程度,反映了物种不同群体之间的遗传关系。认识物种的遗传多样性,不仅有助于理解物种亲缘演化关系,为良种选育、遗传改良奠定基础,还可以通过分析物种的生活习性和地理环境因子对物种遗传多样性高低的影响,帮助濒危或受威胁的物种制定科学合理的保护措施,减少或避免生物多样性的丧失。中华华鳅与宽体华鳅隶属于真骨鱼类(Teleostei),鲤形目(Cypriniformes),沙鳅科(Botiidae),华鳅属(Sinibotia)。该属共包括6个物种,其中中华华鳅与宽体华鳅主要分布于长江水系,斑纹华鳅、美丽华鳅及壮体华鳅主要分布于珠江水系,而长腹华鳅主要分布于澜沧江水系。华鳅属鱼类多栖息于砂石底的流水环境中,不同种类其体斑、体色不同,因此倍受观赏鱼养殖爱好者的青睐。目前,华鳅属鱼类的研究主要集中于胚胎发育、组织学和繁殖生物学等方面,关于华鳅属各物种间的系统发育关系虽然有部分研究报道,但多基于单个分子标记的分析且并没有囊括该属所有物种。已有研究多集中在中华华鳅与宽体华鳅上,研究发现,这两个物种在形态上非常相似,在分子水平上分歧很小,不能通过DNA条形码区分,彼此之间存在一定的基因交流,因此本研究将中华华鳅与宽体华鳅作为一个整体进行遗传多样性及遗传结构的分析。基于以上问题,首先,本研究基于2个线粒体基因(COI,Cytb)标记和3个核基因(RH,RAG1,IRBP)标记,采用分子系统学方法分析了华鳅属鱼类物种间的系统发育关系;其次,通过Illumina Mi Seq/Hi Seq进行基因组测序,在中华华鳅中开发了多态性微卫星分子标记,并在宽体华鳅中检测其通用性;最后,结合线粒体基因(Cytb)标记与微卫星标记,基于遗传变异参数分析了中华华鳅和宽体华鳅的遗传多样性及种群遗传结构,探讨了其遗传多样性及进化潜力。本研究的主要结果如下:1.基于5个分子标记的华鳅属鱼类系统发育关系分析。本研究通过PCR扩增及测序共得到华鳅属(5个种)及外类群(3个种)共187条序列,包括39条Cytb基因序列,50条COI基因序列,42条IRBP基因序列,49条RAG1基因序列和47条RH基因序列。基于最大似然法和贝叶斯推断法得到的系统发育结果一致显示,沙鳅科8个属主要分为两大支:(薄鳅属+副沙鳅属)和((沙鳅属+色鳅属)+((华鳅属+安巴鳅属)+(缨须鳅属+安彦鳅属))),且均为单系;华鳅属中壮体华鳅处于基部位置,且斑纹华鳅、美丽华鳅、壮体华鳅各自均为单系群,中华华鳅与宽体华鳅相互交叉聚为一支,两者共同构成一个单系群。2.基于线粒体Cytb基因序列和微卫星分子标记的中华华鳅与宽体华鳅遗传多样性分析。主要结果为:(1)成功扩增出387条Cytb基因序列,共分离出86个单倍型。基于单倍型构建的系统发育树和单倍型网络图均支持中华华鳅与宽体华鳅的13个群体分为三个支系,第一支为除米易外的所有中华华鳅群体,第二支为宽体华鳅的合川群体,第三支为中华华鳅的米易群体与宽体华鳅的白马群体和资中群体;(2)共设计66对微卫星引物,39对具有多态性,挑选出9个多态性标记对中华华鳅与宽体华鳅的12个群体进行扩增。基于微卫星的Structure分析结果显示,k=3时,支持基于线粒体Cytb基因分析的单倍型网络图和系统发育分析结果;(3)基于86个单倍型与微卫星标记的遗传多样性参数分析一致显示中华华鳅和宽体华鳅的遗传多样性较高,且中华华鳅的遗传多样性高于宽体华鳅;遗传结构分析结果显示中华华鳅除米易群体外其他群体之间遗传分化较小,宽体华鳅中合川群体与资中群体和白马群体的遗传分化较大;(4)基于线粒体Cytb基因序列的86个单倍型的错配分布、中性检验以及BSP分析结果支持中华华鳅在近期有明显种群扩张,宽体华鳅只有轻微的种群扩张。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S917.4
【图文】：

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图 3-1 中华华鳅与宽体华鳅采样点地图Figure 3-1 Sampling locations for S. superciliaris and S. reevesae

单倍型,系统发育树,线粒体,后验概率

图 3-2 基于线粒体 Cytb 单倍型构建的系统发育树Figure 3-2 Phylogenetic tree based on mtDNA Cytb haplotypes注：系统树上的数字分别代表贝叶斯后验概率和最大似然树的支持率。树上只标了主要的进化枝的后验概率或Note: Numbers represented nodal supports inferred from Bayesian posterior probability (BI) and maximum likelihood(ML), respectively. The supported or bootstrap value was only displayed among main clades

【参考文献】