两种海洋鱼类的遗传多样性及基于线粒体基因组的石首鱼科系统发育研究

发布时间：2020-07-27 19:08

【摘要】：石首鱼科(Sciaenidae)隶属于鲈形目(Perci formes)、鲈亚目(Percoidei)，广泛分布于世界各沿岸海域,中国沿海是其主要分布区之一,约有17属30种。黑鲷(A canthopagrus schlegelii)广泛分布于北太平洋西部,在岩礁或沙泥底质的清水环境中生活,不作长距离洄游。叫姑鱼(Johnius grypotus)为近岸中下层鱼类,喜栖息于泥沙底及岩礁附近海区,是我国重要的海洋经济鱼类。本研究首先对3种石首鱼科鱼类的线粒体基因组结构和组成进行了分析和比较,并在线粒体基因组水平上探讨了石首鱼科鱼类系统发育关系；其次综合利用形态学和线粒体DNA两种标记,系统开展了黑鲷和叫姑鱼两种海洋鱼类的遗传多样性、群体遗传结构及系统地理格局研究。主要结果如下：一、石首鱼类线粒体基因组结构特征及其系统发育分析(1)本研究测得黄唇鱼、浅色黄姑鱼以及叫姑鱼三种石首鱼科鱼类的线粒体基因组全序列,长度分别为：黄唇鱼(16,500 bp)、浅色黄姑鱼(16,509 bp)、叫姑鱼(18,523 bp)。通过比较分析,黄唇鱼和浅色黄姑鱼线粒体基因组特征一致,且与大多硬骨鱼类线粒体基因组结构特征相同,包括13个蛋白质编码基因,22个tRNA基因,2个rRNA基因及2个非编码区。叫姑鱼线粒体基因组存在重排现象,具有三个非编码区长片段的插入以及一个tRNA编码基因的替换,这与已报道的皮氏叫姑鱼的线粒体基因组结构相似。根据已报道的线粒体基因组重排机制分析,非编码区的插入可能是基因组连续复制之后不完全剪切造成的,tRNA的转化主要是由控制区复制起点前后tRNA基因的错误复制引起的。(2)以线粒体基因组为分子标记构建的16种石首鱼类的系统发育显示支持石首鱼科的单系起源；叫姑鱼亚科和石首鱼亚科位于系统发育树最外端,与形态分类观点一致；白姑鱼亚科并非单系起源,其属分布在不同分支,其分类地位有待深入研究；支持将日本黄姑鱼和娩状黄姑鱼归入白姑鱼属(Argyrosoinae)的观点,但不支持将尖头黄姑鱼归入牙溼属(Chrysochir);浉鱼属未与黄鱼属-梅童鱼属聚为一支,与黄鱼亚科传统分类观点不同,浉鱼属的分类地位有待商榷。二、黑鲷群体的形态学和遗传学研究(1)本研究采用传统形态学和耳石形态学两种方法对中国沿海的8个黑鲷群体进行分析,综合主成分分析、判别分析、单因子方差分析和聚类分析等方法的结果显示黑鲷各群体之间存在一定的形态差异,这种形态差异主要是由遗传(基因)和环境(海水理化性质／栖息环境／洋流作用)等因素造成的。(2)基于线粒体控制区的研究结果显示,黑鲷野生群体遗传多样性明显高于养殖群体,在各群体内没有检测到与地理相对应的谱系结构,黑鲷野生群体北方组群和南方组群之间存在着较大的遗传差异,组群内部的遗传分化指数较小,分析认为其可能与黑鲷的生活、繁殖习性有关。此外,核苷酸不配对分布和贝叶斯天际线(BSP)分析均显示黑鲷经历了群体扩张事件,群体扩张时间约为5-10万年前。三、叫姑鱼群体的形态学和遗传学研究(1)本研究采用传统形态学和耳石形态学两种方法对青岛和东营两个叫姑鱼群体进行分析,综合主成分分析、判别分析和聚类分析等方法的结果显示两群体之间不存在形态差异,说明两群体之间存在着一定的遗传交流。(2)利用线粒体控制区分析了中国沿海7个叫姑鱼群体,研究结果显示,叫姑鱼具有较高水平的遗传多样性,在各群体内没有检测到与地理相对应的谱系结构,北黄海群体和其他群体之间存在着显著的遗传差异,海洋生物群体之间存在遗传分化的现象在西北太平洋海域其他生物中也普遍存在。除北黄海群体外,其他群体之间不存明显的遗传分化,分析可能有以下原因：群体扩张时间晚、鱼卵或幼体随沿岸流扩散、生活环境同质性。此外,核苷酸不配对分布和贝叶斯天际线(BSP)分析均显示叫姑鱼经历了群体扩张事件,群体扩张时间约为2-4万年前。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S917.4

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