两种特化等级裂腹鱼类分子系统地理格局研究

【摘要】：斑重唇鱼隶属于裂腹鱼亚科,重唇鱼属。斑重唇鱼是一种特化等级裂腹鱼类,被新疆政府列为当地的保护动物。伊犁河位于天山山脉北部,塔里木河位于青藏高原北部,这两条河流是斑重唇鱼的主要分布地。为调查斑重唇鱼的遗传多样性和遗传结构,从塔里木河采集四个群体斑重唇鱼,从伊犁河采集两个群体斑重唇鱼用于本研究。从105尾样本获得了控制区570bp的序列。从六个群体中共检测到24个单倍型,只有巩乃斯河与喀什河群体具有共享单倍型。对于所有群体,单倍型多样度(h)为0.904 8±0.012 6,核苷酸多样度(π)为0.027 9±0.0139,平均核苷酸差异数(k)为15.878 3±7.139 1。分子方差分析(AMOVA)显示86.31%的差异来源于群体间,13.69%的变异来源于群体内。群体间遗传差异极显著。Fst统计表明所有群体间具有显著差异(P0.01)。玉龙喀什河与木扎提河群体Fst最大,巩乃斯河与喀什河群体Fst最小。根据D-loop单倍型构建的NJ树分成两支。中性检验和mismatch分析表明群体可能经历了群体扩张。天山山脉的抬升和青藏高原的运动可能对西北地区斑重唇鱼广泛的遗传分化有贡献。新疆裸重唇鱼隶属于裂腹鱼亚科,裸重唇鱼属。新疆裸重唇鱼是新疆土著鱼类,被当地列为保护动物。为研究其遗传多样性和遗传结构,从伊犁河和开都河采集了6个群体的鱼类样本。共获得116条1092bp的Cyt b序列。所有样本共获得21个单倍型,开都河群体与伊犁河群体间没有共享单倍型。序列比较发现了123个变异位点,8个为单变异位点115个为简约信息位点。对于所有群体来说,单倍型多样度(h)为0.8298±0.0226,核苷酸多样度(π)为0.2521±0.1202,平均核苷酸差异数(k)为275.3369±118.5660。AMOVA分析显示除伊犁河水系群体外所有群体差异显著。成对Fst值显示与AMOVA分析相似的结论:开都河群体与伊犁河群体有分化。两个组群的遗传距离为0.108。分化时间被估计在5.4-6.6Ma,天山山脉的抬升可能隔离了它们并导致遗传差异。中性检验和mismatch分析表明两个新疆裸重唇鱼的组群都经历了群体扩张,伊犁河组群的扩张时间为0.5859-0.7146Ma,开都河组群的扩张时间为0.5151-0.6282Ma。青藏高原的气候变化可能影响了斑重唇鱼的历史动态。新疆裸重唇鱼隶属于裂腹鱼亚科,是新疆的一种珍稀濒危土著鱼类。本研究中,我们扩增了塔里木河和伊犁河新疆裸重唇鱼的线粒体全序列,长度分别为16677bp和16667bp。同时鉴定和比较了它们的遗传特征。遗传距离和序列差异表明种内存在较大遗传变异,南疆开都河的新疆裸重唇鱼可能为隐存种或亚种。根据12个重链编码蛋白基因进行了系统发育分析,构建了邻接树,揭示了裂腹鱼亚科的进化关系。三个等级的裂腹鱼类在进化树中被很好的区分出来。原始等级裂腹鱼类与特化+高度特化裂腹鱼类以较高支持率形成姐妹群关系。裂腹鱼类是一群分布在亚洲高原地区的鲤科鱼类,根据适应高原环境程度的不同,可以被分为三个等级:原始等级、特化等级和高度特化等级。斑重唇鱼和新疆裸重唇鱼是新疆地区仅有的两种特化等级裂腹鱼类,它们是研究裂腹鱼类适应进化的良好材料。通过SLAF技术研究了两种鱼类的群体遗传结构。基于SNP位点,对两种鱼类全基因水平的遗传多样性进行了评估,它们的遗传多样性显示了相同的趋势:BM(木扎提河)和LKG(开都河)群体最低,而BK(库马拉克河)和LK(喀什河)群体最高。PCA分析显示了BS(喀什河)、BG(巩乃斯河)、BM(木扎提河)和BK(库马拉克河)群体的亲缘关系,但是与BT群体相差较远。LKG(开都河)群体样本聚为一支而其它群体聚为另一支。在斑重唇鱼和新疆裸重唇鱼中均发现Outlier SNP位点,显示裂腹鱼类仍然受到高原环境的选择压力。通过Bayenv分析,发现斑重唇鱼中有14041个SNP,新疆裸重唇鱼中有10个SNP与海拔适应相关联。在温度方面,斑重唇鱼发现14357个SNP位点,新疆裸重唇鱼发现12个SNP位点与之相关联。本研究中,在斑重唇鱼中发现较多的与海拔和温度相关联的位点,而新疆裸重唇鱼中发现的位点较少。提示斑重唇鱼受到更多的选择压力。使用Mantel关联发现斑重唇鱼的IBD检测是显著的(Mantel test,rs=0.65,P=0.05)。成对Fst遗传距离与环境因子距离仅在斑重唇鱼中的Mantel检验中显著。结果显示伊犁河较高的基因交换。斑重唇鱼的IBD检验显著,表明塔里木河明显的地理隔离作用。IBE分析显示斑重唇鱼与海拔和温度相关的选择压力更大,较大的环境因子变异导致了它较弱的基因流。