华南地区花鰶的个体生物学特征及种群遗传多样性研究

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花鰶(Clupanodon thrissa)隶属于鲱形目(Clupeiformes)鲱科(Clupeidae)花鰶属(Clupanodon),其广泛分布于西北太平洋沿岸和河流中,在我国主要分布在东海和南海沿海水域,是河口重要的洄游经济鱼类之一。近年来,由于渔业资源的减少和环境的变化,花鰶的产量急剧下降,因此有必要对花鰶的资源现状进行评估。然而目前关于花鰶的研究不多,近年来有关花鰶个体生物学特征、种群遗传结构及资源现状等方面缺乏系统性研究。本文以华南地区不同水系的花鰶群体作为研究对象,通过对珠江口花鰶种群进行逐月生物学性状测定,结合历史数据分析其生活史特征年际变化情况;通过形态学特征、线粒体序列和核基因等分子标记对不同花鰶群体的遗传多样性和遗传结构进行评估,分析花鰶在空间尺度上遗传组成变化及其成因,为花鰶资源的保护和管理提供科学依据。主要研究结果如下:1.对珠江口花鰶种群进行逐月生物学性状测定,结果表明雌性花鰶的平均体长为(173.60±17.10)mm,平均体重为(92.30±24.37)g,雄性平均体长为(155.94±15.10)mm,平均体重为(65.81±19.97)g。花鰶种群由0+~5+龄个体组成,以1+~3+龄为主。花鰶体长与体重呈幂函数关系:W=1×10-5L3.0525(R~2=0.9057),为匀速生长类型。采用Von Bertalanffy生长方程描述珠江口花鰶的生长特性,生长参数分别为:渐进体长L∞=176.14 mm,渐进体重W∞=71.70 g,生长系数k=0.62,理论生长起点年龄t0=-0.27,生长特征指数φ=4.28,生长拐点年龄ti=1.53。雌雄比例为2.28:1,雌鱼显著多于雄鱼。性腺成熟系数和肝体指数的变化趋势相反,肝脏可能为性腺发育提供能量。推测繁殖期为3~7月,绝对繁殖力为1625~72882粒,平均值为(20361±2601)粒,相对繁殖力为19~602粒/g,平均值为(190±23)粒/g。卵径频率分布呈单峰型,为一次性产卵鱼类。与历史数据相比,花鰶的繁殖力呈下降趋势,因此需加强对其资源的保护和研究。2.对华南地区12个花鰶地理群体进行研究,结果表明,各群体的大部分形态测量值变异系数均较低,且主成分分析中各群体之间发生大量重叠,表明花鰶不同地理群体间的形态变异较小。判别分析表明大部分群体的判别准确率均较高(判别准确率>80%),综合判别率为88.7%,说明用于建立判别函数的形态指标可以有效区别不同群体,但不同地理群体间的形态也具有一定相似性。聚类分析结果显示,广西流域的北海、合浦和钦州群体在形态上与广东鉴江的茂名群体和韩江的潮州群体关系更密切,形态差异较小,而与福建流域的宁德群体与珠江流域6个群体的关系相对较远。3.基于线粒体基因Cyt b和D-loop对12个花鰶地理群体的遗传多样性和种群分化进行研究,结果显示花鰶种群的平均单倍型多样性分别为0.886±0.010和0.968±0.004,核苷酸多样性为0.0025±0.0001和0.0087±0.0002,均表现出较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性,其中茂名群体表现为低单倍型多样性和低核苷酸多样性模式,可能近期经历了遗传瓶颈。单倍型网络图和系统发育树显示,广西流域的钦州、北海和合浦群体形成明显的谱系聚类,茂名群体也形成较明显的分支。AMOVA分析表明种群变异主要来源于组群间和种群内部,说明花鰶组群间存在显著的遗传分化。Cyt b基因的遗传分化指数FST值范围为-0.0127~0.8298,D-loop区的FST值范围为-0.0219~0.8564,结果显示宁德、潮州、茂名、北海、合浦和钦州群体分别与其他群体之间存在显著或极显著的遗传分化,除了宁德和清远群体之间以及北海、合浦和钦州群体之间的分化程度较低。各群体间和群体内的遗传距离位于0.0003~0.0037(Cyt b)和0.0005~0.0129(D-loop)之间,未达到亚种分化水平。4.基于核基因RAG1和RAG2对12个花鰶地理群体的遗传多样性和种群分化进行研究,结果显示,花鰶种群的平均单倍型多样性分别为0.900±0.010和0.973±0.004,核苷酸多样性为0.0025±0.0001和0.0048±0.0001,均表现出较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性,说明该种群可能经历了快速的种群扩张。单倍型网络图和系统发育树显示,12个花鰶群体没有根据地理位置形成明显的谱系聚类或分支。AMOVA结果表明遗传变异主要来源于种群内部,说明花鰶不同种群间的遗传变异较少。RAG1基因的FST值范围为-0.0592~0.2828,RAG2基因的FST值范围为-0.0243~0.1984,结果显示宁德、北海、合浦和钦州群体主要与广东流域的群体之间存在较明显的遗传分化;潮州与中山、茂名群体之间存在中等遗传分化。各群体间和群体内的遗传距离位于0.0017~0.0029(RAG1)和0.0045~0.0088(RAG2)之间,未达到亚种分化水平。
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