中国沿海双带缟虾虎鱼的亲缘地理的研究

发布时间：2020-10-01 20:29

　　本文以中国沿海双带缟虾虎(Tridentiger bifasciatus)为研究对象,采用线粒体基因分子标记和核基因分子标记技术对双带缟虾虎的分子系统地理学进行了研究,系统研究了中国沿海双带缟虾虎鱼的分子系统地理分布模式,阐述了双带缟虾虎鱼的遗传多样性水平和遗传结构现状,探讨了其种群历史动态的演化过程,揭示历史因素(更新世冰期等)和当前环境因素(洋流等)对塑造江河入海口鱼类种群遗传结构和分子系统地理分布模式的重要作用。以期了解中国沿海特殊的地理位置和海洋环境对该海区鱼类种群遗传进化的影响,为保护鱼类多样性提供理论依据。主要研究成果:1、基于线粒体基因分子标记的双带缟虾虎鱼的亲缘地理分析用数据为15个地理种群200个双带缟虾虎鱼个体的线粒体控制区和细胞色素b联合基因序列。1)序列的分析结果显示:双带缟虾虎鱼线粒体控制区和细胞色素b具有明显的AT偏向性(A+T=59.6%)和反G偏倚性。2)双带缟虾虎种群多样性:利用Dnasp5.0软件对双带缟虾虎鱼进行多样性计算,得到核苷酸多样性的范围是在0.00091-0.00908之间,其平均核苷酸多样性为0.00748,单倍型多样性的范围是在0.757-1.000之间,其平均单倍型多样性为0.988,说明双带缟虾虎鱼具有高单倍型多样性,低核苷酸多样性。3)基于线粒体基因的亲缘关系、遗传结构、种群历史动态基于实验数据构建了NJ个体树、单倍型ML树和一个单倍型网络图来分析双带缟虾虎鱼的亲缘关系,我们得知15个地理种群大致可以分为A和B两大类群,从单倍型网络图我们可以推测较为原始的单倍型分别属于YT种群和FD、DT种群,进而推测,在冰川期可能存在南北两个“避难所”,末次盛冰期之后,这两个区域的种群分别迅速扩张。SAMOVA分析分为四大类群,其中I类群中的5个种群之间有着较强的基因流,即地区间遗传分化极其微弱,推测这一现象主要原因是受到当前洋流(黑潮)的影响,黑潮进入渤海湾,之后南下,增强了丹东、天津、秦皇岛、青岛、烟台地区种群的基因交流。研究区域双带缟虾虎鱼的遗传结构、遗传多样性即受到历史原因的影响同时也受到了海洋环境(洋流)的影响。2、基于核基因RYR3分子标记的双带缟虾虎种群亲原地理分析用数据为15个地理种群120个双带缟虾虎鱼个体的核基因RYR3序列。1)序列分析分析用序列长度为896bp,一共有24个变异位点(variable sites),总变异率2.68%,包括简约信息位点(parsim-info sites)22个占2.46%,单变异位点(singleton sites)2个占0.22%,共定义单倍型24个。各碱基平均含量为腺嘌呤(Adenine)A 26.6%、胸腺嘧啶(Thymine)T 24.7%、胞嘧啶(Cytosine)C 20.5%、鸟嘌呤(Guanine)G 28.2%。A+T的含量为51.3%略大于G+C的含量48.7%。2)双带缟虾虎鱼的种群多样性同样适用Dnasp5.0对双带缟虾虎鱼的遗传多样性进行计算,得出结果为:核苷酸多样性的范围是在0.00000-0.00774±0.00191之间,其平均核苷酸多样性为0.00329±0.00051,单被型多样性的范围是在0.000-0.956±0.059之间,其平均单倍型多样性为0.689±0.04,整体来看双带缟虾虎鱼的遗传多样性具有单倍型多样性高核苷酸多样性低的特性。3)基于RYR3基因序列的亲缘地理、遗传结构、种群历史动态基于双带缟虾虎鱼RYR3序列数据构建的NJ个体树,单倍型ML树以及单倍型网络图均显示15个地理种群个体交织在一起,没有明显的地理差异性,表3-4显示15个地理种群除了QHD、YT、QD三个种群之外的其他种群两两之间的分化指数为小于0.15处于中度分化水平以下,其中ZZ、RP种群与其他11个种群遗传分化指数小于0,遗传分化不显著,存在着较强的基因流,可能是核基因进化较慢,在末次冰期扩张之后,不同地理种群之间还没有形成显著分化,烟台、秦皇岛、青岛与其他种群之间存在显著分化,推测原因可能这三个种群扩张时间较早,区域分化时间较长,积累了一部分变异,与其他种群产生显著分化。
【学位单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S917.4
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章文献综述
    1 中国沿海地理环境概况
    2 双带缟虾虎及其相关研究概况
        2.1 生物学特性
        2.2 研究现状
    3 亲缘地理的概述及在鱼类研究中的概述
        3.1 亲缘地理学简介
        3.2 亲缘地理研究的基本理论
            3.2.1 溯祖理论
            3.2.2 中性检测
        3.3 亲缘地理中分子遗传标记的选择
            3.3.1 线粒体基因在亲缘地理中的应用
            3.3.2 核基因在亲缘地理中的应用
    4 中国沿海鱼类亲缘地理学的研究
        4.1 基因出现分化但地理隔离未出现
        4.2 基因未分化但产生生殖隔离
        4.3 基因未分化，未产生生殖隔离
        4.4 基因分化与生殖隔离同时出现
    5 本文的研究目的和意义
第二章基于线粒体基因分子标记的双带缟虾虎的亲缘地理
    前言
    1、材料与方法
        1.1 实验材料
        1.2 双带缟虾虎样本鉴定
        1.3 总DNA提取
        1.4 Cytb基因和控制区的扩增及测序
        1.5 数据分析
    2、结果
        2.1 双带缟虾虎总DNA提取结果
        2.2 双带缟虾虎的线粒体基因序列差异
        2.3 双带缟虾虎的遗传多样性
        2.4 双带缟虾虎地理种群亲缘关系分析
        2.5 双带缟虾虎的遗传结构
            2.5.1 双带缟虾虎空间分子变异和分子变异
            2.5.2 双带缟虾虎的种群遗传分化和遗传距离
        2.6 双带缟虾虎种群历史动态检验
    3、讨论
        3.1 双带缟虾虎的遗传多样性
        3.2 双带缟虾虎遗传结构分析及亲缘地理
        3.3 双带缟虾虎种群历史动态分析
    4、小结
第三章基于RYR3的双带缟虾虎种群的分子系统地理学
    前言
    1 材料与方法
        1.1 实验材料
        1.2-1.3 同第二章
        1.4 RYR3基因序列扩增及测序
        1.5 数据分析
    2 结果
        2.1 双带缟虾虎核基因序列分析
        2.2 双带缟虾虎的遗传多样性
        2.3 双带缟虾虎鱼种群的亲缘关系和单倍型分析
        2.4 双带缟虾虎的遗传结构
            2.4.1 双带缟虾虎种群间遗传分化
            2.4.2 AMOVA分析双带缟虾虎的分子变异
        2.5 双带缟虾虎种群历史动态
    3 讨论
        3.1 双带缟虾虎遗传多样性分析
        3.2 双带缟虾虎的遗传结构分析和亲缘地理
        3.3 双带缟虾虎鱼的历史动态分析
    4、小结
参考文献
附录
致谢

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