玉筋鱼群体遗传多样性及其适应进化研究

发布时间：2017-12-22 03:39

  本文关键词：玉筋鱼群体遗传多样性及其适应进化研究　出处：《浙江海洋大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：玉筋鱼(Ammodytes personatus)隶属于鲈形目(Perciformes)玉筋鱼科(Ammodytoidae)玉筋鱼属(Ammodytes),是一种小型冷温性鱼类,生活在海洋中上层,普遍分布于我国黄海北部、渤海、日本群岛周边海域和朝鲜半岛海域,是我国重要的一种经济鱼类。本研究采用线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)分子标记技术对中国和日本沿海8个群体的玉筋鱼进行遗传多样性和群体遗传结构分析,并基于线粒体DNA细胞色素b(Cytochrome b,Cytb)和ATP6基因对玉筋鱼群体进行自然选择压力检验,开展适应进化研究;结合历史地理因素、海洋环境和鱼类生物学特特性来探讨温度选择压力下对玉筋鱼种群遗传变异格局及其温度适应进化的影响,并针对玉筋鱼适应高温“潜沙”的生物学特性,检验其是否像其他暖温性鱼类一样含有适应高温胁迫的HSP70基因。我们基于线粒体DNA基因序列对玉筋鱼群体遗传结构和群体的选择压力进行了分析,主要结果如下:(1)对玉筋鱼8个地理群体(青岛、大连、福冈、濑户内海、爱知县、仙台、青森和宗谷)174个个体长度为1162 bp(包含21 bp的tRNA)的线粒体Cyt b基因序列进行分析,数据结果显示:174个个体共定义了170个单倍型,总体单倍型多样度为0.9997±0.0007,总体核苷酸多样度为0.0387±0.0186;玉筋鱼群体间两两遗传分化指数FST值范围为-0.0291到0.7869,绝大部分FST值都呈显著;中性检验和核苷酸不配对分布分析结果表明玉筋鱼群体经历过扩张事件;基于线粒体Cyt b基因构建单倍型邻接树和单倍型频率分布图显示:玉筋鱼群体内分为明显的两个世系(Lineage A和Lineage B),其中Lineage A在8个地理群体里均有分布,具有分布的广泛性,而Lineage B仅在青森、宗谷和仙台分布,具有分布的区域性。对玉筋鱼采样地点洋流及海水年平均温度分析结果显示,受黑潮、亲潮以及对马暖流的影响,Lineage A的海水年平均温度范围从11.26℃至19.99℃,Lineage B的海水年平均温度范围从11.26℃至14.17℃。结合玉筋鱼单倍型频率分布图和采样地点洋流及海水年平均温度图,玉筋鱼两个世系在地理分布频率上同水温的变化具有相关性,Lineage B的分布频率沿日本东侧太平洋沿岸自宗谷到仙台逐渐减少,正好处于亲潮南下的方向,而lineagea的分布频率沿日本东侧太平洋沿岸自福冈到仙台也逐渐减少,其位于黑潮北上的方向,以此得出仙台附近可能为黑潮和亲潮的交汇区。自然选择压力检验分析显示,lineageb受到的选择压力值dn/ds为0.0086,而lineagea受到的选择压力值dn/ds为0.0159,说明玉筋鱼lineageb较lineagea受到更强的选择压力。氨基酸变异位点统计结果表明,lineagea中存在更多的受选择位点,分析可能是玉筋鱼在由高纬度向低纬度扩散过程中,随着环境温度的升高,偏离原来的生长环境,带来了新的选择压力,使得lineagea中存在更多的受选择位点。(2)对玉筋鱼8个地理群体(青岛、大连、福冈、濑户内海、爱知县、仙台、青森和宗谷)185个个体长度为644bp的线粒体atp6基因序列进行分析,数据结果显示:185个个体共定义了139个单倍型,总体单倍型多样度为0.9865±0.0042,总体核苷酸多样度为0.0415±0.0202;群体间两两遗传分化指数fst值范围为-0.0259到0.8092,绝大部分fst值都显著;中性检验和核苷酸不配对分布分析结果也表明玉筋鱼群体经历过扩张事件;自然选择检验分析显示,lineageb受到选择压力值dn/ds为0.0182,而lineagea受到的选择压力值dn/ds为0.0406,自然选择检验结果和氨基酸变异位点统计结果同线粒体cytb结论一致,显示玉筋鱼lineageb较lineagea受到更强的环境选择压力,而lineagea中存在更多的受选择位点。(3)玉筋鱼具有高温时“潜沙”的生活习性,玉筋鱼是否像其他暖温性鱼类一样含有适应高温的hsp70基因。为检测hsp70基因是否存在,我们对玉筋鱼进行基因组测序,经过测序拼接和组装后形成参考基因组序列,并以大黄鱼hsp70基因序列为参考序列进行blast比对,查找组装序列中的hsp70基因所在的config,最终获得玉筋鱼hsp70基因序列,经过比对该序列是完整的玉筋鱼hsp70基因序列。选取lineagea中的青岛群体和lineageb中的青森群体共两条hsp70基因序列与17种硬骨鱼类的hsp70基因序列做系统发育树并进行同源性比较,结果显示:两条玉筋鱼hsp70基因序列单独为一支,并与大黄鱼(larimichthyscrocea)和浉鱼(miichthysmiiuy)的hsp70基因序列关系较近,相似性也都在90%以上。因此我们认为,玉筋鱼作为一种冷温性鱼类,其适应环境胁迫的能力不仅表现在遇到高温时“潜沙”的行为能力,而且跟大多数暖温性鱼类一样也含有适应高温的hsp70基因,使玉筋鱼在面对环境胁迫特别是高温刺激时,在组织细胞内产生适应性的表达,增强其适应环境的能力。综合历史地理因素、海洋环境因素以及海洋鱼类自身生活史等,我们推断,更新世冰期的隔离是玉筋鱼种群产生分化的根源,而环境温度的改变以及洋流系统对于玉筋鱼种群扩散以及形成当前种群地理分布格局有着重要影响。
【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S917.4

【参考文献】

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本文编号：1318314