长江流域两种新银鱼分子生态学初步研究

论文摘要

银鱼是东亚特有的一年生淡水鱼类,在长江中下游及其附属湖泊具有丰富的多样性。其中太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)和寡齿新银鱼(N.oligodontis)为两种常见淡水经济银鱼。本文选择长江流域天然银鱼分布区内的9个太湖新银鱼地理种群和5个寡齿新银鱼地理种群,利用分子标记技术,对线粒体DNA Cytb等基因碱基序列进行了测定,揭示了两种银鱼种群内及种群间的遗传多样性、物种地理格局并推测了物种的进化分化关系。结果显示两物种均存在丰富的种内和种间遗传分化。太湖新银鱼具有15种单倍型,其中单倍型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的样本比例分别为37.0%、26.5%和26.5%,其余单倍型比例不高于2.4%。各单倍型分布范围与其相对丰度呈正比例关系:Ⅰ型分布最广,全流域都有分布,Ⅱ型集中分布于泊湖以下区域,Ⅲ型在泊湖以上水域比例较高;而其它单倍型则主要表现为局域分布。TCS网图显示,Ⅰ型应为基型,而Ⅱ、Ⅲ型平行衍生自Ⅰ型,其它单倍型分别由此三型分化而来。聚类分析结果表明,所有单倍型以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型为核心聚为A、B、C三类。太湖新银鱼种群遗传多样性表现出上游低而下游高的趋势,其多样性最高的种群是位于长江中下游交界地带(古彭蠡泽区域)。寡齿新银鱼的单倍型组成特点与太湖新银鱼相似,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三型分别占总样本数的39.2%、23.5%和25.5%,其它10个劣势单倍型仅占总样本数的11.8%。空间分布上,Ⅰ、Ⅱ型为广布型、Ⅲ型主要集中在梁子湖和洞庭湖区域。TCS网图显示单倍型Ⅲ为基型,Ⅰ和Ⅱ型为逐次分化出的单倍型,其它劣势单倍型分别由此三个优势单倍型分化而来。聚类分析结果表明寡齿新银鱼13个单倍型同样聚为以三个优势单倍型为核心的A、B、C三类。种群单倍型数明显呈现出下游丰富,上游匮乏的格局(洞庭湖除外),遗传多样性最丰富地区仍为中下游交界地带。两种银鱼遗传多样性空间分布格局的一致性规律表明,长江中下游交界地带应为流域淡水银鱼发生地或起源地,推测现淡水银鱼地理分布格局应是伴随着古彭蠡泽解体而分散扩布形成的。本文同时对S7核糖体基因第1内含子和AFLP两种分子标记进行了初步分析,结果显示二者均可应用于银鱼的种内遗传多样性和系统发育关系的研究。太湖新银鱼和寡齿新银鱼遗传多样性格局显示长江流域天然银鱼多样性和种质资源保护应当首先关注华阳河—鄱阳湖、梁子湖的长江中下游交界区域,以及洞庭湖湖群。在资源条件有限的情况下,应优先保护鄱阳湖和洞庭湖区域。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1. 引言
• 银鱼及其遗传多样性研究
• 1.1 银鱼的生物学特征
• 1.2 银鱼研究现状及存在的问题
• 1.2.1 银鱼研究简史和现状
• 1.2.2 银鱼研究存在的问题
• 分子生态学及分子系统地理学
• 2.1 遗传多样性的生物学和生态学意义
• 2.2 分子生态学研究现状
• 2.3 鱼类分子生态学研究中的遗传标记
• 2.3.1 mtDNA基因标记
• 2.3.2 S7核糖体基因
• 2.3.3 AFLP
• 2.4 分子系统地理学
• 2. 材料与方法
• 2.1 研究区域与样点设置
• 2.2 样品采集和保存
• 2.3 基因组DNA提取
• 2.4 线粒体Cytb扩增和序列测定
• 2.5 S7核糖体蛋白质基因第1内含子的PCR扩增及序列测定
• 2.6 AFLP（Amplified Fragment Length Polymorphism 扩增片段长度多态性）
• 2.6.1 内切酶的选择
• 2.6.2 接头和引物的设计
• 2.6.3 DNA修饰和模板的准备
• 2.6.4 AFLP预扩增
• 2.6.5 AFLP选择性扩增
• 2.6.6 AFLP结果检测
• 2.7 数据分析
• 2.7.1 DNA序列分析
• 2.7.2 单倍型分布格局及进化关系分析
• 2.7.3 遗传多样性计算
• 2.7.4 种群结构分析
• 2.7.5 遗传距离分析
• 2.7.6 系统发育学推断分析
• 3. 结果与分析
• 3.1 太湖新银鱼线粒体Cytb遗传多样性分析
• 3.1.1 基因多态性分析
• 3.1.2 太湖新银鱼单倍型空间分布格局分析
• 3.1.3 太湖新银鱼单倍型进化关系
• 3.1.4 地理种群遗传多样性系数及空间分布格局分析
• 3.1.5 种群遗传距离及进化分化历程分析
• 3.2 寡齿新银鱼线粒体Cytb遗传多样性分析
• 3.2.1 基因多态性分析
• 3.2.2 寡齿新银鱼单倍型空间分布格局分析
• 3.2.3 寡齿新银鱼单倍型进化关系
• 3.2.4 地理种群遗传多样性系数及空间分布格局分析
• 3.2.5 种群遗传距离及进化分化历程分析
• 3.3 其它分子标记的探索与初步结果分析
• 3.3.1 S7核糖体第1内含子预实验测序结果
• 3.3.2 AFLP预实验结果
• 4. 讨论与结论
• 关于分子标记的选择
• 关于新银鱼的分子系统地理学
• 对银鱼保护的建议
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 1. 太湖新银鱼单倍型Ⅰ的碱基序列
• 附录 2. 太湖新银鱼单倍型Ⅰ序列的测序图
• 附录 3. 寡齿新银鱼单倍型Ⅰ的碱基序列
• 附录 4. 寡齿新银鱼单倍型Ⅰ序列的测序图