我国沿海厚壳贻贝Mytilus unguiculatus群体遗传结构与种群地理分布格局

发布时间：2020-07-23 21:24

【摘要】：厚壳贻贝Mytilus unguiculatus Valenciennes,1858是一种广泛分布于西北太平洋温带海区沿岸的双壳纲贝类。其物种特性和营养价值,使得厚壳贻贝在我国水产养殖贝类市场中占有重要地位。在国内,尽管厚壳贻贝已经有较长的一段人工驯养历史,人工育苗技术也相对完善,但是对于该物种的研究仍停留在营养价值、生理生化和病虫害防治等方面。其遗传特性虽有相关研究报道,但大多属于地区性的小尺度空间研究,关注其主要栖息分布区的大尺度空间研究仍属空白。本研究采用3种不同的分子遗传学手段,对东海主产区(舟山ZS,象山XS,玉环YH,台山TS,平潭PT,厦门XM)以及黄海区(青岛QD)的厚壳贻贝进行系统地理学研究,主要研究结果如下:1.线粒体DNA分子标记分析利用2种线粒体DNA分子标记(COI基因和Cyt b基因)对上述7个厚壳贻贝样本群体,共计195个厚壳贻贝个体,利用分子标记引物进行目的片段PCR扩增,对产物进行双端测序获取基因序列信息进行分析。结果显示,各样本的遗传多样性处于较高水平,具有较高的单倍型多样性,但是遗传结构相对单一且薄弱,没有明显的遗传分化现象。各单倍型在样本内的分散且均匀,单倍型网络图与样本的地理分布情况不吻合。在基因选择压力检测上,发现各样本均受到了一定的负向选择作用。从历史动态分析上看,各样本均未检测到发生过显著的群体事件,包括群体扩增或群体瓶颈。Bayesian skyline plot分析表明有效群体大小呈现一个稳定发展的状态,各样本的演化在近万年内相对稳定,没有出现较大的群体波动,属于稳定的群体。综上,可以推测在目前研究的7个样本应当属于同一世族下。2.微卫星DNA分子标记分析本研究中通过已发表的M.unguiculatus转录组数据筛选合适的核心区设计微卫星引物,共计120对。从120对引物中,筛选开发获得具有高多态性的微卫星DNA标记引物,共计23对。之后,从23对引物中,筛选出10对最合适的引物作为7个样本(共计350个厚壳贻贝个体)的微卫星标记引物。扩增分型后,结果显示,各样本的遗传多样性处在中等水平,样本大部分位点的遗传近交系数(F_(IS))为显著正值,说明样本内可能存在近交现象。遗传结构存在微弱的遗传分化现象,处于黄海区的QD(青岛)样本与东海区的其他样本存在微弱的分化现象。样本未检测到群体瓶颈事件或者群体扩增事件。综上,7个样本在受到近交影响下出现了遗传多样性降低,遗传结构减弱的现象。3.ⅡB-RAD测序技术分析通过简化基因组测序的方式,采用群体基因组学方法,分析7个样本的遗传学规律。对70个厚壳贻贝个体进行简化基因组测序后,利用无参方法构建参考基因组分析测序数据。平均测序深度15×,获得20G大小的基因组数据,共计开发获得13,009个新型SNP标记。利用13,009个SNP标记进行数据分析,各样本的遗传多样性处于一个中等水平。大部分个体的基因组数据聚类在同一个区域内,遗传分化现象不明显,没有出现和地理分布相吻合的情况。4.不同分子标记的结果差异性对于本研究中使用的3种分子标记,进行结果的对比和优缺点的判断,发现使用SNP分子标记,搭配合适的高通量测序技术可以获得最为全面且准确的遗传数据,利用群体遗传学和群体基因组学的分析手段和经典理论,可以很好的对个体、样本乃至样本间的遗传数据进行挖掘,从而判断样本的遗传多样性水平,获取样本间遗传差异。厚壳贻贝的幼体浮游期持续时间为3到4周,产卵时间为冬季。较长的浮游期和在冬季的繁殖期,使得海区内沿岸流对浮游幼体的扩散传播起到了促进作用。且冬季沿岸各江河,特别是长江的冲淡水处在一个疲弱的状态,汇入海中的淡水流量下,流速慢,无法阻止浮游幼体的南北流动。这两大因素造成了厚壳贻贝的幼体可以在海区内随洋流任意传播,这也就导致了各地区间的基因流交换频繁,进而降低了遗传多样性,削弱了遗传结构。而人工养殖环境与自然栖息环境混杂,使得养殖样本有机会脱逃到自然样本中的情况,也进一步削弱了自然样本的遗传完整性。加之养殖样本的苗种来源大多属于单一亲本,近亲繁殖现象较为突出,养殖样本的脱逃也会导致自然样本的遗传多样性的淡化。本研究旨在对厚壳贻贝的遗传学特性进行一次较为全面的普查和资料积累,填补对该物种在群体遗传研究方面的研究短板,充实关于该物种在群体遗传研究的基础资料。为今后选种育种、遗传资源保护和养殖管理,提供理论支持和材料积累。
【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S917.4
【图文】：

图 3.1-1 样本采集地图Figure 3.1-1 The map of sampling3.1.1.2 样本的保存与 DNA 提取样本采集后，解剖取其闭壳肌，置于无水乙醇固定，放于-20°C 下保存。采用改良盐析法[102]提取总 DNA，技术路线如表 3.1-2表 3.1-2 总 DNA 提取技术路线表Table 3.1-2 The method of DNAextraction步骤 具体操作1 剪取 10mg 闭壳肌组织，并用纯水冲洗，吸干多余水分2 将剪取的组织置于干净的 1.5ml 离心管中，加入 400μl 裂解液并将组织剪成絮状3 加入 10μl 蛋白酶 K，并置于 55°C 水浴锅中过夜消化

图 3.1-2 PCR 反应程序Figure 3.1-2 The flow of PCR3.1.3 数据分析对序列测序结果使用软件 BioEdit（版本 7.25）[104]对测序峰图文件进行分析，筛选峰型标准且无干扰的片段，使用软件 Seqman（版本 8.1）[105]对筛选过的双向序列进行拼接，使用程序 ClustalX（版本 2.0）[106]生成同一标记的所有样本的测序序列 FASTA文件，将所有测序获得的 M. unguiculatus 个体的 COI 序列在 NCBI 数据库中使用BLAST 工具（网址：https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi）进行序列比对，确认样本的物种归属，剔除比对相似性低于 99%的个体。将剔除非 M. unguiculatus 后的各线粒体 DNA 基因的所有个体的序列文件保存为FASTA 格式，使用软件 MEGA（版本 7.0）[107]进行序列比对并两端切平。使用程序jModelTest（版本 2.0）[108]对序列进行碱基替代模型检测，获取最佳碱基替代模型。使用软件 DnaSP（版本 6.0）[109]进行单倍型统计区分，统计各经典遗传参数，如单倍型

图 3.2-1 1%琼脂糖凝胶电泳检测总 DNAFigure 3.2-1 Detected total DNAby agarose gel electrophoresis (1%)图 3.2-2 1.5%琼脂糖凝胶电泳检测 PCR 产物（COI 部分）

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本文编号：2767859