北大西洋近海两种无须鳕鱼和深海小眼兔银鲛（Hydrolagus affinis）群体遗传结构的研究

发布时间：2019-01-23 09:57

【摘要】：全球面积的百分之70以上都是由海洋覆盖,海洋为人类的发展提供丰富的资源。可是随着商业化的鱼类捕捞开展以来,海洋渔业尤其是近海渔业造成对很多物种的过度捕捞,面临着生物量、多样性下降等问题,实施有效的、针对性的管理和保护,制定合适的捕捞计划势在必行。物种群体遗传结构的鉴定是有效的管理和保护生物多样性的必要条件。物种的群体结构不仅受到自身生活史、生物学特征的影响,更大一部分是由于海峡的关闭,海底山脉的隆起以及冰期后水位、水温等古海洋学和自然环境的改变引起的。因此,对不同海洋鱼类物种群体遗传结构的研究需要结合鱼类的生物学特点以及生态和生物地理的因子。本研究通过对比大西洋北部近海和深海两种鱼类的群体遗传结构,来探讨不同因子对生活在近海和深海环境下的鱼类群体结构的影响,并为渔业资源的保护提供资料。无须鳕属是重要的经济性近海硬骨鱼类,广泛的分布于大西洋、太平洋沿岸近海。2007-2009年的捕捞达到200万吨,可是近半个多世纪的过度捕捞,导致包括无须鳕科内硬骨鱼生物量比未进行商业化捕捞时减少了80%。多数无须鳕科内物种存在着分布区重叠且形态学特征相似的现实难以区分给物种的分类管理与保护带来了困难。例如大西洋西北部的大鳞无须鳕(Merluccius albidus),由于全球气候变暖使得向北部寒冷的水域移动和古老的银无须鳕(Merluccius bilinearis)在北纬34到42度之间产生了分布重叠。所以,在上个世纪有些不法商贩甚至将大鳞无须鳕混合在银无须鳕中销售到欧洲市场,直到上个世纪90年代开始才有了分类捕捞。目前捕捞量大约占据美洲鳕鱼总捕捞量的5-10%。银无须鳕在美国东部海域根据耳石、鳃耙数不同以乔治海岸为界分为南、北两个分支,然而对大鳞无须鳕却没有对种内分支情况的研究。在本研究中,我们通过RAxML基因树、STRUCTURE和主成分分析将银无须鳕和大鳞无须鳕区别开来,但研究结果并不支持以乔治海岸将银无须鳕分为两个分支,可能是由于银无须鳕有较强的游泳能力,较大的基因交流使得界限并不明显。另外,通过IMa2和MIGRATE-N软件的分析,说明大鳞无须鳕在墨西哥湾和大西洋海域的群体间存在着不对称的基因流,从而揭示了墨西哥可能曾是大鳞无须鳕的避难所和遗传多样性中心,在管理和保护时需要特别对待。水深低于200米为浅海,200米至3000米是深海,超过3000米的水域就是深渊。而一般情况下,大洋海底的水温环境相对于海洋表面来说比较稳定,没有季节性的洋流和多变的气候,且很少有很明显的减少基因交流的天然屏障,所以大多数的深海生物缺乏明显的种群结构而保持基因的一致性,例如橙色似鳟连鳍鲑、黑叉尾带鱼和多锯鲷等。一方面,在深海中的一些游力较强且寿命较长的大型软骨鱼类如葡萄牙狗鲨能够在海洋底部上千公里的大西洋东北部分布区内保持基因的连续性,另一方面,海底的一些地质构造,如:地中海直布罗陀海峡的关闭使得大西洋海域以及地中海内的物种产生基因交流中断,日积月累遗传差异,从而形成两个明显不同的群体。在大西洋海底的中部有着崎岖陡峭的大西洋中部山脊,把大西洋分为东、西两个大盆地,其已经被证明是大西洋双壳类生物基因交流的屏障。小眼兔银鲛(Hydrolagus affinis)是寿命较长的软骨鱼类,体长最长可达到1米,广泛分布于北大西洋300-3000米深的宽阔贫瘠海底水域。伴随着近海渔业过度开发和深海渔业发展的压力,虽然这种底栖鱼类不被人熟知也不是经济性的鱼类,但是也面临着生态学的灾难。由于采样的困难,对小眼兔银鲛的种群结构研究还是空白,甚至连基本的产卵地,是否洄游等基本生态学问题都没有研究透彻。为了弄清楚此物种的遗传多样性和群体结构等情况,并为研究深海软骨鱼类的群体特征和保护提供依据。所以我们从大西洋海底东部,中部和西部地区采集了22个大西洋兔银鲛样本,利用了靶基因富集结合二代测序技术获得目标基因,分析得到平均每个个体富集到1213个基因,通过基因组装、筛选以及转化得到583个单核苷多态性位点。尽管基因树、STRUCTURE和主成分分析并没有揭示出这三个地点的样本之间存在较大的种群结构差异,但是MIGRATE-N分析表明这三个地点的样本的基因交流存在一定的限制,而且基因流是不对称的。研究结果说明大西洋中部的海底山脉的确是阻碍基因交流的屏障,由于海洋底部环境的相对稳定性,种群差异并不明显。
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【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S917.4

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