基于线粒体DNA的长江上游四种薄鳅属鱼类遗传多样性研究

作     者：申绍祎 

作者单位：西南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈大庆

授予年度：2018年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071007[理学-遗传学] 

主      题：长江上游 薄鳅属 线粒体DNA 遗传多样性 

摘      要：薄鳅属(Leptobotia)鱼类是长江上游鱼类的重要组成部分。目前在长江上游较常见的有红唇薄鳅(Leptobotia rubrilabris)、长薄鳅(Leptobotia elongata)、小眼薄鳅(Leptobotia microphthalma)和紫薄鳅(Leptobotia taeniops)四种。四种薄鳅具有同为底栖性鱼类,以水生动物或小鱼为食,喜流水环境,产漂流性卵,具有短距洄游习性等相似特征,但分布上有一定差异。红唇薄鳅主要分布于长江上游干流、岷江、沱江等;长薄鳅主要分布于长江中上游干流、岷江、嘉陵江等,分布比红唇薄鳅略广;小眼薄鳅分布范围较窄,主要在岷江及长江干流宜宾到重庆一带;紫薄鳅分布较广,在宜宾以下长江主要干支流均能发现。近年来长江上游地区在大规模建设梯级水电站,梯级水电站的建设开发会导致洄游路线的破坏,从而改变鱼类遗传结构。本研究于2016年5月至2017年9月主要在长江上游攀枝花、宜宾(岷江)、南溪、合江、江津、巴南等江段采集样本,延伸至长江中游宜昌、监利、嘉鱼、九江。运用线粒体cyt b序列和控制区序列为分子标记,对其种群遗传结构进行了研究,结果如下:1.红唇薄鳅:共采集120尾红唇薄鳅,主要来自长江上游南溪、合江、江津、巴南江段。结果显示,红唇薄鳅cyt b序列检出了55个变异位点和43个单倍型,平均单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.901和0.0032。控制区序列共检出54个变异位点和72个单倍型,平均单倍型多样性(Hd)为0.972,核苷酸多样性(Pi)为0.0070。Network网络关系和系统发育NJ树结果显示红唇薄鳅单倍型不按地理分布聚类,但是分成了2个谱系,表明红唇薄鳅群体发生了同域遗传分化。AMOVA分析显示,红唇薄鳅两个谱系间有显著遗传分化,但各地理群体间没有发生遗传分化。与2012年(向家坝蓄水)前采集的样本进行对比分析,显示不同时间群体间也没有显著遗传分化。中性检验、错配分析及BSP(Bayesian skyline plot)分析表明红唇薄鳅种群在距今约9万年前发生过种群扩张事件。2.长薄鳅:共采集长薄鳅194尾,主要来自长江上游攀枝花、南溪、合江、江津、巴南和长江中游宜昌江段。分析显示长薄鳅cyt b序列共检出38个变异位点和34个单倍型,平均单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.625和0.0010。控制区基因序列检出57变异位点和55个单倍型,平均单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.925和0.0040。Network网络关系和系统发育NJ树不显示谱系分化。AMOVA分析显示长薄鳅各个群体间无显著遗传分化,长江上游群体与中游群体也没有显著差异。与2012年(向家坝蓄水)前采集的样本进行对比分析,显示不同时间群体间没有显著遗传分化。中性检验、错配分析及BSP分析表明长薄鳅约3.5万年前,即晚更新世时期发生过种群扩张事件。3.小眼薄鳅:对长江上游江津段和岷江下游宜宾段共104尾小眼薄鳅进行了分析。结果显示,小眼薄鳅cyt b序列共检出35个变异位点和37个单倍型,平均单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.899和0.0040。控制区序列总共检出50个变异位点和65个单倍型,平均单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.959和0.0043。Network网络关系和系统发育NJ树没有显示谱系分化。AMOVA分析显示小眼薄鳅遗传变异绝大部分来自群体内部,群体间无显著遗传分化(F0.05)。中性检验、错配分析及BSP分析显示小眼薄鳅在距今约3万年前,即晚更新世时期发生过种群扩张事件。4.紫薄鳅:共采集紫薄鳅215尾,主要来自长江上游南溪、合江、江津、巴南以及长江中游监利、嘉鱼和九江江段。紫薄鳅cyt b序列共检出21个变异位点和22个单倍型,平均单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.643和0.0011。控制区序共检出20个变异位点和22个单倍型,平均单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.656和0.0023。Network网络关系和系统发育NJ树不显示谱系分化。AMOVA分析显示紫薄鳅遗传变异绝大部分来自群体内部,群体间无显著遗传分化(F0.05)。中性检验、错配分析及BSP分析表明紫薄鳅种群在距今约1万年前发生过种群扩张事件。5.四种薄鳅遗传结构比较:四种薄鳅中,红唇薄鳅遗传多样性较高,其次是小眼薄鳅和长薄鳅,紫薄鳅遗传多样性最低。4种鱼的遗传多样性高低与其种群扩张时间相对应,其扩张时间先后依次是红唇薄鳅、长薄鳅、小眼薄鳅和紫薄鳅。四种薄鳅均未出现地理遗传分化,但红唇薄鳅显示出同域分化现象。对比向家坝蓄水前后群体遗传结构表明,水电站建设对四种薄鳅遗传结构的影响暂未显现出来。