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基于线粒体细胞色素b的3江水系草鱼群体遗传多样性分析

朱叶  
【摘要】:草鱼(Ctenopharyngodon idellus)分布广泛,从黑龙江到越南红河都有其存在,是我国四大家鱼之一,也是世界上重要的经济鱼类。本文测定了长江、珠江、黑龙江3江水系11个地理群体共160尾草鱼样本线粒体DNA细胞色素b并进行遗传多样性分析,其结果如下: 1、草鱼线粒体细胞色素b基因序列全长为1140bp,其中多态位点17个,包括10个单一可变位点,7个简约信息位点。160个序列中检测到18个单倍型,其中6个共享单倍型,其余为各群体独有。湖南南岳坡(XNYP)单倍型最多,有8个;其次是四川合江(SCHJ)和湖北浠水(EXSh),各5个。在NJ、MP、ML、UPGMA分子系统树上,18个单倍型没有形成谱系结构和地理结构。2、将160尾草鱼作为一个整体时,单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.750±0.017,0.00102±0.000733,表明草鱼整体的遗传多样性较低,呈现高单倍型多样性低核苷酸多样性的分布模式。就不同水系而言,珠江群体的遗传多样性最高(Hd=0.706±0.061, Pi=0.00104±0.000753),长江群体次之(Hd=0.704±0.033,Pi=0.00092±0.00068),黑龙江群体最低(Hd=0.425±0.099,Pi=0.00037±0.000396)。就具体地理群体而言,湖南南岳坡群体(XNYP)的遗传多样性最高(Hd=0.894±0.078,Pi=0.00186±0.00126),其次是四川合江(SCHJ)(Hd=0.857±0.108; Pi=0.00144±0.00106);黑嫩江群体(HNJ)最低(Hd=0.425±0.099;Pi=0.00037±0.000396),广东贺江群体(GDHJ)次低(Hd=0.491±0.175;Pi=0.00070±0.000617)。 3、就不同流域而言,黑龙江群体与与珠江各个群体间遗传分化程度最大,Fst值均大于0.25,属于高度分化,且基因交流存在障碍(Nm1);黑龙江群体与长江各个群体间的遗传分化程度比珠江各群体要小,Fst在0.1~0.25之间,属于中低度分化,能进行有限的基因交流(1Nm4)。长江水系群体间的遗传分化程度为低度分化(Fst0.15),基因交流频繁(Nm4,或0);珠江水系广东英德群体(GDYD)与珠江其他群体间存在较大的遗传分化(Fst>0.25),但仍能进行基因交流(1Nm4),其余的广西百色(GXBS)、广东郁南(GDYN)、广东贺江(GDHJ)两两群体间遗传分化不高(Fst0.05),基因交流较多(Nm4)。 AMOVA分析显示结果为,长江水系中群体间的遗传变异为3.61%,群体个体间为96.39%;珠江水系中群体间的遗传变异为14.59%,群体个体间为85.41%;3江水系间的遗传变异达到17.90%(P=0.002930.05),不同水系群体间的遗传变异为6.92%,群体个体间的遗传变异为75.17%,以上数据表明地理隔离对草鱼的遗传分化产生了一定的影响,但草鱼遗传变异的主要来源来自草鱼群体个体间的变异。草鱼各个群体间和群体内遗传距离较小(0.001~0.002),还未达到亚种的程度。 4、种群动态分析。对长江群体、珠江群体、黑龙江群体进行中性检验和核苷酸不配对分析,结果表明,长江群体的Tajima’s D值(-1.80234,P=0.011)和Fu’S Fs值(-8.99049,P=0.000)均小于0,P显著,同时核苷酸不配对分布图成单峰分布,表明长江群体曾经历过种群扩张;珠江群体的Tajima’s D值(-0.65064,P=0.271)小于0,不显著,Fu’S Fs值(-4.50508,P=0.011*)小于0且显著,由于Fu’S Fs值比Tajima’s D值敏感,同时珠江群体核苷酸不配对分布图成单峰分布,故认为珠江群体也曾经历过种群扩张;黑龙江群体的Tajima’s D值为0.86950,Fu’S Fs值为1.03906,均大于0,且P值大于0.05,核苷酸不配对分布图未成单峰分布,这可能是黑龙江的采样地点较少,采样密度不够造成的。将160尾草鱼作为一个整体,进行中性检验和核苷酸不配对分析。整体的Tajima’s D和Fu’S Fs检测,其结果显示Fs值和Tajima’s D值都为负值,且P值显著,这表明草鱼群体在历史的某一时间段经历了种群的扩张。160尾草鱼整体的核苷酸不配对分析结果显示岐点呈单峰分布,也表明中国的草鱼群体可能发生了种群的扩张。草鱼18个单倍型的TCS简约性网络图呈现放射状结构,以及高单倍型多样性和低核苷酸多样性的分布模式,同样说明草鱼经历过扩张。根据公式得出草鱼群体扩张的时间大约在28.5~11.4万年之间。


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