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南海北部陆架区金线鱼（Nemipterus virgatus）种群分子分析

2020-12-14阅读(415)

南海北部陆架区金线鱼（Nemipterus virgatus）种群分子分析

论文摘要

种群是物种存在、遗传、进化和群落构成的基本单位,也是生物资源开发、管理和科学研究的基本单位。南海北部陆架区海域是我国的重要渔业产区,范围广阔,鱼类种类繁多。金线鱼（Nemipterus virgatus）隶属金线鱼科金线鱼属,是南海北部陆架区最主要的经济鱼类之一。本文采用直接测序法,对南海北部陆架区金线鱼种群进行分析,通过对金线鱼线粒体控制区（D-loop区）基因片段和细胞色素氧化酶Ⅰ（COⅠ）基因片段的研究,对金线鱼种群进行鉴别,并在此基础上对南海北部金线鱼属（Nemipterus）常见种类进行了初步研究分析,以期为南海北部陆架区金线鱼研究提供分子生物学数据,并为渔业资源有序合理的开发和利用及维护中国的海洋权益和渔业经济利益提供一定的理论基础。本文取得的主要研究结果如下:1.通过直接测序法对金线鱼线粒体DNA D-loop区基因片段进行分析,得出南海北部陆架区5个地理群体属于同一种群。对采自北部湾海域,粤西海域,珠江口海域和粤东海域的5个地方的金线鱼地理群体（B群体,ZJ群体,M群体,DG群体及SW群体）的D-loop区472bp片段进行了研究分析。结果表明,99个个体中,共检测到36个单倍型,且5个地理群体间有一个共享单倍型。控制区同源序列中A、T、G、C四种碱基的平均组成分别为34.1%, 30.4%, 15.6%,20.0%,平均G+C的含量为35.62%,低于A+T的含量。两两群体间遗传距离在0.002-0.003之间,遗传分化指数在0.00201-0.02034之间,且分子变异方差分析（AMOVA）得出5个地理群体内遗传变异度为98.30%,群体间遗传变异度仅为1.70%,遗传结构差异主要发生在种群内。5个地理群体间的基因流Nm计算结果也表明,5个地理群体间有频繁的基因交流。最大简约法（MP）和邻接法（NJ）的系统发育树也显示,5个金线鱼地理群体属于同一种群。单倍型多样性高、核苷酸多样度低及中性检验的结果表明金线鱼种群经历过群体扩张事件,且推测各地理群体可能由湛江地理群体扩张而来。2.同样,经过对线粒体DNA COⅠ基因分析后得出,南海北部陆架区的4个金线鱼地理群体属于同一种群。运用PCR技术及直接测序法,对北部湾海域,粤西海域,珠江口海域和粤东海域的4个地方的金线鱼地理群体（B群体,M群体,DG群体及SW群体）的线粒体DNA COⅠ基因片段（644bp）进行了测序分析,并比较了序列差异。79条序列共测得11个单倍型。4个地理群体间有1个共享单倍型。同源COⅠ基因片段中,A、T、G、C四种碱基的平均组成分别为30.8%,26.7 %, 23.8%,18.8 %,平均A+T含量高于G+C的含量。并可能因为COⅠ基因是保守的基因,在群体间的差异显著性不明显,同时在群体内的特异性不高,所以AMOVA分析结果在群体间和群体内的差异不大。4个地理群体间的核苷酸歧异度,遗传距离及构建的系统发育树均显示,4个地理群体间没有明显的遗传分化,是同一个种群。且在历史上经历过群体扩张事件。3.对金线鱼（N. virgatus）,日本金线鱼（N. japonicus）,深水金线鱼（N. bathybius）,红棘金线鱼（N .nemurus）和苏门答腊金线鱼（N. mesoprion） 5种金线鱼属鱼类亲缘关系进行分析后得出,5种金线鱼仍属于同一个属,而日本金线鱼和红棘金线鱼亲缘关系非常近,极有可能为同种,同时推测5种金线鱼类的分化时间大概在中更新世时期。对通过对金线鱼,日本金线鱼,深水金线鱼,红棘金线鱼和苏门答腊金线鱼5种金线鱼属鱼类的COⅠ基因（659bp）和Cyt b基因（425bp）序列进行比较和分析. COⅠ基因片段中,4种碱基平均含量分别为:A为23.2%,T为31.8%,C为26.3%,G为18.7%,平均G+C的含量为45.0%。Cyt b基因片段中,4种碱基平均含量分别为:A为25.1%,T为30.5%,C为28.2%,G为16.2%,平均G+C的含量为44.4%。两段基因中,碱基G的含量明显偏低。对5种金线鱼类的两段基因分别进行比较分析,得出日本金线鱼和红棘金线鱼亲缘关系非常近,甚至可能为同种。从系统进化树还可看出,在进化上,日本金线鱼和红棘金线鱼属于平行进化,且这一混杂的支系位于进化树的顶端,进化最晚,是金线鱼的最新演化种。还有,5种金线鱼间的差异并未达到属间的差异,仍属于同一个属,且日本金线鱼和苏门答腊金线鱼属于不同的系统发育分支。采用2%每百万年的核苷酸分歧速率来进行分化时间的推算,5种金线鱼类的分化时间大概在中更新世时期。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 引言
  • 第一章 前言
  • 1.1 鱼类种群分析
  • 1.1.1 种群分析
  • 1.1.2 鱼类种群分析内容
  • 1.1.3 鱼类种群分析方法
  • 1.1.3.1 形态学/解剖学方法
  • 1.1.3.2 分子生物学方法
  • 1.2 南海鱼类种群分析进展
  • 1.2.1 南海概况
  • 1.2.2 南海鱼类种群分析概述
  • 1.2.3 南海鱼类种群分析展望
  • 1.3 金线鱼概况
  • 1.3.1 金线鱼分类地位及分布
  • 1.3.2 金线鱼形态学特征
  • 1.3.3 金线鱼生态学特征
  • 1.3.4 金线鱼的研究情况
  • 1.4 论文研究目的和意义
  • 第二章 金线鱼种群 D-loop 区序列的分析研究
  • 2.1 实验材料
  • 2.2 实验仪器和试剂
  • 2.2.1 实验仪器
  • 2.2.2 实验主要试剂
  • 2.3 研究方法
  • 2.3.1 D-loop 区的引物
  • 2.3.2 D-loop 区DNA 的提取与检测
  • 2.3.3 D-loop 区序列扩增与检验
  • 2.3.4 D-loop 区序列的测定
  • 2.3.5 数据处理与分析
  • 2.4 结果
  • 2.4.1 金线鱼5 个地理群体D-loop 区序列扩增结果与分析
  • 2.4.2 金线鱼5 个地理群体间D-loop 区序列差异
  • 2.4.3 金线鱼5 个地理群体内及群体间的遗传距离及差异
  • 2.4.4 金线鱼5 个地理群体的分子系统树
  • 2.4.5 金线鱼5 个地理群体间的基因流
  • 2.5 讨论
  • 第三章 金线鱼种群COⅠ基因序列的分析研究
  • 3.1 材料
  • 3.2 实验仪器和试剂
  • 3.2.1 实验仪器
  • 3.2.2 实验主要试剂
  • 3.3 研究方法
  • 3.3.1 DNA 的提取及检测
  • 3.3.2 PCR 扩增及检验
  • 3.3.3 测序
  • 3.3.4 数据分析方法
  • 3.4 结果
  • 3.4.1 金线鱼4 个地理群体COⅠ基因序列差异分析
  • 3.4.2 金线鱼4 个地理群体间遗传距离及AMOVA 分析
  • 3.4.3 分子系统树
  • 3.5 讨论
  • 3.6 南海北部陆架区金线鱼种群分子分析小结
  • 第四章 5 种金线鱼属鱼类 COⅠ,Cyt b 基因片段的分析研究
  • 4.1 材料
  • 4.2 实验仪器和试剂
  • 4.3 研究方法
  • 4.3.1 引物
  • 4.3.2 DNA 的提取和检测
  • 4.3.3 PCR 扩增和检测
  • 4.3.4 测序
  • 4.3.5 数据分析方法
  • 4.4 结果
  • 4.4.1 PCR 产物
  • 4.4.2 序列长度和碱基组成
  • 4.4.2.1 5 种金线鱼类的COⅠ基因片段分析
  • 4.4.2.2 5 种金线鱼类的Cyt b 基因片段分析
  • 4.4.3 基于COⅠ基因和Cyt b 基因的遗传距离
  • 4.4.4 COⅠ基因和Cyt b 基因序列差异
  • 4.4.5 分子系统树
  • 4.4.6 基于Cyt b 基因推测金线鱼属鱼类分化的时间
  • 4.5 讨论
  • 结论
  • 参考文献
  • 附录一 在研期间参加的科研项目
  • 附录二 在研期间发表论文
  • 附录三 在研期间参加的学术会议
  • 致谢

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