中国沿海红条毛肤石鳖（Acanthochitona rubrolineatus）系统地理学研究

发布时间：2020-04-14 20:09

【摘要】：海洋生物多样性是生物多样性的重要组成部分之一。现今海洋生物的遗传结构是更新世冰期、洋流、长江冲淡水、海表温度及生态环境因子等因素的综合作用结果,目前海洋生物的研究热点集中于揭示生物种群的生态遗传及系统地理学研究。本论文以红条毛肤石鳖(Acanthochitona rubrolineatus,Lischke,1873)为研究对象,隶属多板纲(Polyplacophora)毛肤石鳖科(Acanthochitonidae)毛肤石鳖属(Acanthochitona)。红条毛肤石鳖主要栖息于潮间带,具有狭温性、狭盐性、有限的扩散能力以及较快的突变速度等特征,使得该物种成为系统地理学研究的理想对象。本论文以线粒体细胞色素氧化酶亚基I(mitochondrial cytochrome oxidase subunit I,mt COI)和16S核糖体RNA(16S ribosomal RNA,16S rRNA)的基因作为分子标记,通过构建中国潮间带红条毛肤石鳖现有种群的系统地理分布格局,试图探讨更新世冰期及物种生态环境等因素对潮间带物种进化及地理分布格局形成机制的影响。本研究共选取了16个地理种群,采集199个样本。红条毛肤石鳖mt COI基因的654 bp进行分析,碱基含量分别为:A:28.83;T:29.35;C:8.96;G:32.86,共界定51个单倍型且占样本量的25.63%。单倍型最多的样地是大连、长岛、砣矶,单倍型H2出现的频率最高。总体单倍型多样性为0.9125±0.0109,总体核苷酸多样性为0.2340±0.1146。对样本的16S rRNA基因的480 bp进行分析,碱基含量分别为:A:23.88;T:48.58;C:12.53;G:15.00,共界定28个单倍型且占样本量的0.14%。单倍型最多的样地是长岛,单倍型H9出现的频率最高。总体单倍型多样性为0.8968±0.0083,总体核苷酸多样性为0.1198±0.0639。AMOVA的分析表明红条毛肤石鳖的遗传变异主要来源于种群间。红条毛肤石鳖种群生态遗传分析。综合mt COI和16S rRNA基因的生态遗传研究分析,核苷酸多样性、平均核苷酸差异数与年平均降水量变异系数、日照百分率、日照时数呈显著正相关,与年平均气温、年平均降水量及年平均水汽压呈显著负相关或存在相关趋势;单倍型多样性与年平均降水量趋向显著负相关。数据表明红条毛肤石鳖种群的进化受环境因子影响显著,其中温度和降水量是影响该物种生存及分布的主要环境因子,且遗传多样性与温度和降水量呈负相关。又因为红条毛肤石鳖物种具有狭温性和狭盐性,推测该物种适宜生存的温度和盐度条件更接近黄渤海潮间带的现存环境。红条毛肤石鳖种群的系统地理学研究。中国边缘海分为两个谱系且存在显著的遗传分化:黄渤海谱系和东海谱系。遗传分化指数Fst值、基因流Nm的数据分析表明红条毛肤石鳖种群间存在显著的遗传结构;IBD的分析表明,种群间的遗传距离与种群间实际地理距离之间存在显著的距离遗传模式(COI:R~2=0.810,P0.001;16S rRNA:R~2=0.859,P0.001)。分子钟估算结果,黄渤海谱系与东海谱系大约在216.987Mya(COI)~204.371Mya(16S rRNA)开始分化,对应地质时间中的三叠纪。种群历史动态分析发现总体样本、黄渤海谱系及东海谱系的核苷酸不配对分布均呈现单峰分布,与群体突然扩张模型下的预期分布基本吻合。黄渤海谱系和东海谱系的中性检验说明谱系均偏离中性但是不显著,种群扩张估计值的θ_1远高于θ_0,表明红条毛肤石鳖两谱系在近期历经了显著的种群扩张。根据公式τ=2μkt计算红条毛肤石鳖种群的扩张时间,黄渤海谱系的扩张时间约在0.772Mya~0.406Mya,对应中国第四纪间冰期的大姑-庐山间冰期,东海谱系种群扩张时间约在0.194Mya~0.061Mya,对应末次间冰期。
【图文】：

烟台大学硕士学位论文2 材料与方法2.1 取样设计为完成此次研究内容，深入研究中国沿海红条毛肤石鳖系统地理学，共选取了16 个地理种群，，采集了 199 个样本，涵盖了中国的三个海区：渤海海域(莱州 LZ、大连 DL、秦皇岛 QHD、葫芦岛 HLD、营口 YK)；黄海海域(连云港 LYG、青岛 QD、威海 WH、烟台 YT)；东海海域(厦门 XM、台州 TZ、舟山 ZS、汕头 ST)(图 2-1)。另外，蓬莱(PL)、砣矶(TJ)、长岛(CD)位于黄海海域和渤海海域交界处。统计了所有采样地(除砣矶)近 30 年的环境因子。将采集的红条毛肤石鳖样本保存在无水乙醇中。

图 3-2 红条毛肤石鳖地理种群间的遗传模式分析Fig. 3-2 Correlation between genetic distance and geographic distance (km, log-transformed) in A.rubrolineatus表 3-14 16 个红条毛肤石鳖地理种群的 AMOVA 分析结果Table 3-14AMOVAanalysis results of 16 A. rubrolineatus populations变异来源Source of variation自由度d.f.平方和Sum ofsquares方差分量Variancecomponents变异百分比Percentageof variation固定系数PFixationIndicesCOI种群间Among groups1 1441.595 22.768 85.89 Fct=0.8589 <0.001组内种群间Among populationwithin group14 206.779 0.974 3.67 Fsc=0.2604 <0.001种群内Within populations184 506.117 2.766 10.34 Fst=0.8957 <0.001Total 199 2154.854 26.508种群间Among groups1 294.226 4.835 78.77 Fct=0.7877 <0.001
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q958.8

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本文编号：2627660