鯧屬魚類形態(tài)學(xué)和遺傳學(xué)研究.pdf

1、鯧屬（Pampus）魚類廣泛分布于西太平洋一印度洋，是一類重要的經(jīng)濟魚類，隸屬于鱸形目(Perciformes)、鯧亞目(Stromateoidei)、鯧科(Stromateidae)，我國鯧科魚類中僅見鯧屬。迄今為止，已經(jīng)報道的有效種有6種，分別為銀鯧（Pampus argenteus）、鐮鯧（Pampus echinogaster）、灰鯧（Pampus cinereus）、翎鯧（Pampus punctatissimus）、珍鯧(P

2、ampus minor)和中國鯧(Pampus chmensis)。由于鯧屬魚類在外部形態(tài)上的相似性，在種類鑒定時往往會出現(xiàn)一些偏差，并且現(xiàn)如今的鯧屬魚類的形態(tài)特征描述方面存在不足和大量的錯誤，因此本研究以鯧屬魚類為研究對象，采集6種鯧屬魚類樣品，對其形態(tài)特征進(jìn)行描述并對其DNA條形碼進(jìn)行擴增，提出標(biāo)準(zhǔn)的DNA條形碼，并對GenBank中的相關(guān)序列進(jìn)行糾正;同時還測定了鯧屬魚類的線粒體基因組全序列，分析各種的線粒體基因組結(jié)構(gòu)，并基于線粒

3、體基因組探討鯧屬魚類間的演化及系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系;綜合運用線粒體DNA控制區(qū)序列和微衛(wèi)星分子標(biāo)記技術(shù)(SSR)，展開鯧屬魚類的群體遺傳學(xué)研究。主要結(jié)果如下:
　　1、鯧屬魚類形態(tài)特征描述和DNA條形碼研究
　　1.1 通過對鯧屬魚類可數(shù)性狀（背鰭鰭棘和鰭條、胸鰭鰭條、臀鰭鰭棘和鰭條、尾鰭鰭條、第一鰓弓鰓耙數(shù)、脊椎骨數(shù)等）和可量性狀（體長、叉長、頭長、眼后頭長、吻長、眼徑、眼間距、尾柄長、尾柄高、體高等）的測量，對各種類的主要形態(tài)特

4、征進(jìn)行描述，并總結(jié)出新的鯧屬魚類檢索表。其中，在鯧屬魚類的耳石的比較中，發(fā)現(xiàn)各種耳石間存在顯著的差異，通過判別分析和聚類分析能準(zhǔn)確的將其分開。
　　1.2 本研究對6種鯧屬魚類的DNA條形碼進(jìn)行擴增，確定其物種有效性，并結(jié)合GenBank數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)，糾正數(shù)據(jù)庫中的錯誤物種條形碼序列，最終提出物種對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)DNA條形碼，結(jié)果也強烈支持DNA條形碼技術(shù)在鑒別鯧屬魚類方面的有效性。
　　2、鯧屬魚類線粒體基因組結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)發(fā)

5、育研究
　　2.1 本研究采用步移法擴增了6種鯧屬魚類的線粒體基因組全序列，銀鯧(KJ569773)、鐮鯧(KF373560)、灰鯧、翎鯧(KF534725)、珍鯧和中國鯧(KJ569772)的線粒體基因組全序列長度分別為16544bp、17694 bp、16540 bp、16551 bp、16698 bp和16534bp。各種類均包括13個蛋白質(zhì)編碼基因、2個rRNA基因、22個tRNA基因（鐮鯧包含有23個tRNA基因）和2個

6、非編碼區(qū)（控制區(qū)和OL區(qū)）?；蛟贖鏈（重鏈）、L鏈（輕鏈）上非均勻分布，除ND6和8個tRNA基因(Gln、Ala、Asn、Cys、Tyr、Ser-UCN、Glu和Pro）由L鏈編碼外，其余28個基因均由H鏈編碼，僅在鐮鯧中發(fā)現(xiàn)基因重排現(xiàn)象。在堿基組成上，表明鯧屬魚類線粒體基因組中G和C的含量在兩條鏈間均具有明顯的偏向性，即重鏈呈現(xiàn)對堿基C的偏倚，而輕鏈更偏向堿基G。在不同片段中，這種偏向性的程度不同，均以重鏈的蛋白質(zhì)編碼基因密碼子第

7、三位點最為顯著。13個蛋白質(zhì)編碼基因共78個起始密碼子，對應(yīng)片段的起始密碼子相同，終止密碼子有完全和不完全終止密碼子兩種。在控制區(qū)識別了終止序列區(qū)、中央保守區(qū)（CSB-F、CSB-E和CSB-D）和保守序列區(qū)（CSB-1、CSB-2和CSB-3）。
　　2.2 聯(lián)合線粒體基因組中各進(jìn)化速率不同的片段重建鯧屬魚類系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，可以看出鯧屬魚類屬于單系發(fā)生類群，珍鯧和鐮鯧屬于較為原始的種類，銀鯧和灰鯧處于系統(tǒng)進(jìn)化樹的頂端，代表著最新演

8、化的種類，這一結(jié)果與形態(tài)進(jìn)化結(jié)果略有不同，可能與各種類間生活習(xí)性趨同進(jìn)化的結(jié)果有關(guān)。綜合Cyt b和COI基因推算鯧屬魚類分化時間的結(jié)果顯示，鯧屬魚類在中新世就已經(jīng)進(jìn)化分類出來，隨著時間的推移，各自分別適應(yīng)不同的生活環(huán)境，接受不同的自然選擇壓力，從而朝著不同的進(jìn)化方向發(fā)展，隨著變異的不斷積累從而形成不同的物種。
　　3、鯧屬魚類群體遺傳學(xué)研究
　　3.1 銀鯧群體遺傳學(xué)研究
　　(1)基于線粒體控制區(qū)對采集于中國、科威

9、特和巴基斯坦的6個銀鯧群體進(jìn)行群體遺傳學(xué)研究，結(jié)果顯示銀鯧群體呈現(xiàn)出較高的遺傳多樣性，這可能與較廣闊的生境范圍、較大有效種群和所處的分布區(qū)位置有關(guān)。在銀鯧的地理分布范圍內(nèi)檢測到2個顯著的譜系分支，存在兩個分化的類群，但是這兩個分化的類群在空間上的分布頻率并不存在顯著差異，即不存在地理結(jié)構(gòu)。推測銀鯧群體可能在歷史上發(fā)生過異域分化，隨后分化的類群間再次混合發(fā)生二次連接。此外，核苷酸不配對分布和中性檢驗均說明銀鯧群體顯著偏離中性，暗示其經(jīng)歷了

10、群體擴張事件。
　　(2)基于微衛(wèi)星分子標(biāo)記開展銀鯧群體遺傳學(xué)研究，結(jié)果顯示銀鯧群體在7個微衛(wèi)星位點上均表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性，在6個群體間未檢測到顯著的遺傳分化，各群體在自由交配群體的分配中差別不大，這可能與銀鯧自身的生活習(xí)性和生活史特征（魚卵和仔魚的擴散能力）有關(guān)，同時沿岸流和海流在促進(jìn)不同地理群體間的基因交流也起到了一定的作用。
　　3.2 鐮鯧群體遺傳學(xué)研究
　　(1)基于線粒體控制區(qū)對采集于中國沿海的7個鐮鯧

11、群體進(jìn)行群體遺傳學(xué)研究，結(jié)果顯示鐮鯧群體間呈現(xiàn)出中等水平的遺傳多樣性，在研究海域內(nèi)鐮鯧群體間未檢測到明顯的系統(tǒng)地理分化，表現(xiàn)出較高的遺傳同質(zhì)性，一方面可能是因為末次冰期后鐮鯧群體發(fā)生大范圍棲息地擴張所引起的;另一方面可能是由于鐮鯧本身的生活史特征造成的，在洋流的作用下鐮鯧群體間應(yīng)存在較高頻率的基因交流。此外，核苷酸不配對分布和中性檢驗均說明鐮鯧群體顯著偏離中性，暗示其經(jīng)歷了群體擴張事件。
　　(2)基于微衛(wèi)星分子標(biāo)記開展鐮鯧群體遺

12、傳學(xué)研究，研究結(jié)果顯示鐮鯧在微衛(wèi)星DNA上呈現(xiàn)出較高的遺傳多樣性，這可能一方面由微衛(wèi)星DNA較高的遺傳突變速率引起的;另一方面可能與鐮鯧較大的有效種群數(shù)量和其廣泛的分布區(qū)及多樣的棲息生境有關(guān);此外與鐮鯧群體未經(jīng)歷瓶頸效應(yīng)事件有關(guān)。同時在鐮鯧的群體間分化很微弱，并未形成顯著的地理格局，表明黃、渤海和東海的鐮鯧是一個隨機交配群體，這一結(jié)果可能是由其生活史特征和中國海域內(nèi)海流共同塑造形成的。
　　3.3 中國鯧群體遺傳學(xué)研究
　　

13、(1)基于線粒體控制區(qū)對中國和巴基斯坦的4個中國鯧群體進(jìn)行群體遺傳學(xué)研究，研究結(jié)果顯示中國鯧的遺傳多樣性仍處于較高的水平，這可能主要與棲息環(huán)境的異質(zhì)性有關(guān)。中國鯧群體內(nèi)檢測到兩大單倍型類群，主要為中國群體類群和巴基斯坦群體類群，這可能是由于更新世冰期海平面下降導(dǎo)致邊緣海間被隔離而形成分化的。并且中、巴群體間檢測到顯著的遺傳分化，提示中國鯧的中國群體和巴基斯坦群體間基因交流十分有限，造成這一結(jié)果的一種原因可能與地理隔離有關(guān)，另一種可能是有

14、效補充到新群體中的機會幾乎不存在或者很微弱。中國和巴基斯坦群體的核苷酸不配對分布分析和中性檢驗的結(jié)果都顯示各自經(jīng)歷群體擴張事件。
　　(2)基于微衛(wèi)星分子標(biāo)記開展中國鯧群體遺傳學(xué)研究，研究結(jié)果顯示中國鯧在微衛(wèi)星DNA上呈現(xiàn)出較高的遺傳多樣性，這可能一方面由微衛(wèi)星DNA較高的遺傳突變速率引起的;另一方面可能與中國鯧廣泛的分布區(qū)及多樣的棲息生境有關(guān);此外與中國鯧群體未經(jīng)歷瓶頸效應(yīng)事件有關(guān)。中、巴群體間檢測到顯著的遺傳分化，造成這一結(jié)果

15、的一種原因可能與地理隔離有關(guān)，另一種可能是中國鯧的生活史特征起到了一定的作用，但是由于缺乏其生活史特征的研究背景資料，還有待于進(jìn)一步研究確認(rèn)。
　　3.4 珍鯧群體遺傳學(xué)研究
　　(1)基于線粒體控制區(qū)對采集于中國沿海的2個珍鯧群體進(jìn)行群體遺傳學(xué)研究，研究結(jié)果顯示珍鯧群體呈現(xiàn)出較高的遺傳多樣性水平。珍鯧群體間具有顯著的遺傳分化，但未檢測到與地理相對應(yīng)的譜系結(jié)構(gòu)。推測瓊州海峽的存在是導(dǎo)致珍鯧群體產(chǎn)生分化的主要原因，同時還可能與

16、其自身的生活史特征有關(guān)（幼體擴散能力、定棲性、遷移率等）。由于關(guān)于珍鯧生活史特征等相關(guān)研究的缺少，導(dǎo)致我們的推測還需要進(jìn)一步驗證。核菅酸不配對分布分析和中性檢驗的結(jié)果都表明珍鯧群體經(jīng)歷了群體擴張事件。
　　(2)基于微衛(wèi)星分子標(biāo)記開展珍鯧群體遺傳學(xué)研究，研究結(jié)果顯示珍鯧在微衛(wèi)星DNA上呈現(xiàn)出較高的遺傳多樣性，這可能一方面由微衛(wèi)星DNA較高的遺傳突變速率引起的;另一方面可能與珍鯧較大的有效種群數(shù)量和其廣泛的分布區(qū)及多樣的棲息生境有關(guān)