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《集美大学》 2008年
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厦门文昌鱼遗传多样性与保护遗传学的研究

陈锦  
【摘要】: 文昌鱼(Amphioxus)是介于无脊椎动物和脊椎动物之间的过渡物种,在动物进化史上占据重要的地位,是生命科学研究的宝贵活体材料,它在世界范围内均有分布。在我国,厦门和青岛是文昌鱼的主要分布地点,特别是厦门文昌鱼[Branchiostoma belcheri(Gray)]曾经以其渔业资源产量而闻名于世。但是由于环境的污染和过渡的渔业捕捞,文昌鱼的产量已经急剧下降,到了濒临灭绝的地步,被列为我国的二级保护动物。尽管文昌鱼在形态学、生理学、遗传学、生态学上已经做了大量的研究,但是文昌鱼在保护遗传学上研究还未见报道。本文利用两种不同形式的分子技术——等位酶技术和AFLP技术,进行厦门文昌鱼的保护遗传学研究。以期该研究结果能为厦门文昌鱼保护策略的制定提供依据。主要的研究结果如下: 1.应用聚丙烯凝胶电泳技术对厦门海域保护区四个采集点的野生文昌鱼样本进行等位酶电泳检测和酶谱分析。测定的7个酶系统由14个基因位点编码。其中多态位点有8个,它们分别为Sod-1、Aat -1、Me-1、Me-2、Mdh-1、Mdh-2、Est-2、Amy-2(P0.99标准),多态位点百分数为57.14%,这些位点包含2-4个等位基因。单态位点6个,它们分别为Sod-2、Est-1、Amy-1、Amy-3、Amy-4、Per-1,这些位点都仅有一个等位基因。这些位点总共包含28个等位基因,28个等位基因均为全局基因,说明厦门文昌鱼保护区四个种群间的遗传变异较小,群体间的基因交流极为频繁。在所有的位点中,四个种群共享大多数的常见的等位基因,并且基因频率也较为接近,其生化遗传非常相似。该研究揭示了文昌鱼等位酶位点及基因图谱的变异式样,同时也分析了等位酶基因频率在群体间的分布与变异,为厦门文昌鱼野生群体保护提供了的等位基因的参考图谱。 2.等位酶为共显性表达,它可以显示等位酶基因位点的杂合性和纯合性,并且适用于H-W平衡标准。等位酶技术分析了四个采集点文昌鱼的杂合度缺乏和过量情况。结果表明,在大嶝岛群体、南线至十八线东端群体、南线至十八线西端群体及黄厝群体中,多态位点Sod-1、Mdh-2、Me-2、Aat-1显著偏离H-W平衡标准(P0.05)不符合H-W平衡标准,而位点Me-1、Mdh-1、Est-2(P0.05)符合H-W平衡标准。多态位点Amy-2除南线至十八线东端群体显著偏离H-W平衡标准(P0.05)外,其它三个群体的多态位点Amy-2均符合H-W平衡标准多态位点(P0.05)。在所有的8个多态位点中,只有大嶝岛和黄厝两个群体的Amy-2位点表现为杂合子缺失(F 0),其它群体的多态位点均表现为杂合子过量(F 0)。造成杂合体缺失的主要原因可能是自然选择、近交、哑等位基因等。杂合体的缺失会导致某些基因从该物种的基因库中消失,从而降低了物种的遗传多样性,同时也使物种对环境的适应能力降低。 3.等位酶技术分析得到四个群体平均的等位基因数为2.0000,平均有效等位基因数为1.5553,多态为点百分数(P)为57.14 %(P0.01)。观察杂合度(Ho)在0.3619到0.3976之间,平均值为0.3750;期望杂合度(He)在0.2228到0.2594之间,平均值为0.2405。遗传分化系数(FST)较低为0.0155,即有1.55%的遗传变异来自于群体间,而有98.45%的遗传变异来自于群体内。群体间的遗传距离(D)在0.0030到0.0079之间,群体间的基因流(Nm)达到15.9212,可见厦门文昌鱼四个群体的遗传结构十分相似。本研究表明,文昌鱼的遗传多样性很高(P=57.14 %,He=0.2405),群体的基因流频繁(Nm=15.9212),遗传变异主要存在于群体内(FST =0.0155),因此应采取就地保护的原则。 4.利用选择性扩增片段长度多态性(AFLP)对厦门文昌鱼保护区四个野生群体的遗传多样性进行检测和分析。筛选的10对引物一共扩增出690个位点,观察等位基因数为1.8870~1.8942(Ao),平均为1.8902;有效等位基因数为1.3692~1.3884(Ae),平均为1.3799;四个群体的多态位点数(Pn)从612到617不等,平均的多态位点为614.2个;四个群体的多态位点百分数从88.70%~89.42 %,平均多态位点百分数为89.02%。Nei’s遗传多样性指数(H)为0.2326~0.2425,平均Nei’s遗传多样性指数为0.2391;Shannon’s多态性信息指数(I)为0.3675~0.3825,平均的多态信息指数0.3700。群体的遗传多样性水平较高。文昌鱼群体的基因分化系数(GST)为0.0240,即有2.4%的遗传变异来自群体间,而97.6%的遗传变异都来自群体内;四个群体的基因流(Nm)高达20.3717,群体之间存在很频繁的基因交流;四个群体遗传距离(D)从0.0062到0.0108,平均为0.0104。说明文昌鱼的遗传分化水平较低。文昌鱼四个群体Nei's遗传距离UPGMA聚类图也表明,地理位置较为相近的大嶝岛群体和南线至十八线东端群体归为一类,黄厝群体和南线至十八线西端群体归为一类。本研究在遗传多样性分析的基础上,对文昌鱼的濒危原因进行探讨。同时,提出了厦门文昌鱼的保护策略。
【学位授予单位】:集美大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S917.4

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