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南极磷虾不仅是南极的关键物种,也是地球上生物量最大的经济物种。本研究采用NADH脱氢酶亚基6(ND6)基因、细胞色素C氧化酶亚基I(COI)和基因组微卫星标记对南极半岛48.1海区(50-65°W,50-65°S)16个站点(2013年4个站点;2016年12个站点)南极磷虾的遗传多样性、种群结构、以及种群演化历史进行研究,以期为南极磷虾渔业资源的有效管理和合理开发利用及对南极生态系统的保护提供基础数据支撑。1.基于线粒体序列对南极磷虾的种群遗传分析经PCR扩增测序及筛选后,2016年12个站点南极磷虾共获得480条COI-ND6序列,全长为1024bp,无插入缺失。序列分析结果如下:碱基组成为A(26.2%),T(39.8%),G(15.0%)和C(19.0%),A+T(66%)的含量远高于C+G(34%)的含量。序列间共发现400个单倍型且大多为稀有单倍型;平均单倍型多样性(Hd)为0.9961,核苷酸多样性(Pi)为0.01218,平均成对核苷酸差异(k)为12.474。12个采样站位内和站位间遗传距离接近(在0.011-0.014之间)。单倍型的UPGMA树显示各个站点间并未出现显著分离现象;12个站点的NJ树则出现一定的聚类现象。分子方差分析表明,遗传变异主要来自于群体内(站点内变异100.23%);同时,基因流和遗传分化指数也表明各个站点间存在广泛的基因交流,缺乏明显的遗传分化。单倍型的UPGMA树和主坐标PCoA分析显示:各站点内的南极磷虾都存在相同的分化现象。错配分析,中性检测及拟合度检测表明历史上南极磷虾经历了种群扩张,计算得到:种群扩张发生在35.52万年前,正处于更新世晚期。经PCR扩增测序及筛选后,共得到593条COI序列(2013年113条,2016年480条),序列长度为491bp。比较分析结果如下:G+C含量2013年与2016年相同均为39.9%。2013年和2016年样品的平均单倍型多样性(2013年0.963;2016年0.9686),核苷酸多样性(2013年0.0115;2016年0.01044)和成对核苷酸差异(5.647和5.124)均较高但差别不大。2013年与2016年样品总的遗传距离为0.011。NJ邻接树和PCoA分析显示:2013年与2016年的南极磷虾样品并未形成单独的分支。分子方差分析表明两年间的样品存在0.35%遗传变异但是分化系数仅为0.00351。2013年各站点与2016年各站点的遗传分化系数也均较小且不显著。PCoA分析显示各站点内的南极磷虾都存在相同的分化现象。2.南极磷虾10对多态微卫星引物的开发及多态性验证本研究采用5’端锚定法和简化基因组的方法共开发了10对多态微卫星引物。多态性验证共获得46个等位基因,每个位点的等位基因数目在2~9之间;观测杂合度(Ho)在0.033和1之间;多态信息含量(PIC)在0.032863485~0.71939702之间,ES1,ES2,ES3,ES6,ES8,ES9位点表现为高度多态,ES10位点表现为中度多态,ES4,ES5,ES7位点表现为低度多态;除ES7位点的0.085香农信息指数较低外,其余位点的香农信息指数均较高;有2个位点偏离Hardy-Weinberg平衡;研究表明:这10个微卫星位点可作为南极磷虾的种群遗传研究候选的分子标记。3.基于微卫星标记的南极磷虾的遗传多样性与遗传结构分析使用10个多态性微卫星标记,对8个南极磷虾的遗传多样性和种群结构进行分析。8个站点共检测到79对等位基因,各个位点的等位基因数目在3~20个。观测杂合度(Ho)在0.0375~0.9833之间;平均观测到的杂合度0.5562高于预期的杂合度0.4928。大多数组合表现为高度多态或中度多态。在总的80个单元中有48个满足哈温-平衡;10个位点,除ES1,ES2,ES4和ES7位点满足哈温-平衡以外,其余位点均偏离平衡状态。分子方差分析显示2.95%的遗传差异来自于站点间,但是遗传分化系数仅为0.02953。南极磷虾两两站点间的遗传分化系数在-0.00162和0.05847之间。Nei氏遗传距离在0.0140~0.1078之间。所有站点间的遗传相似性系数均大于0.89。UPGMA分析显示各站间存在一定的聚类现象。主成分分析(Principal Coordinate Analysis,PCoA)和Bayesian分析均表明各站点间不存在显著的遗传结构。Bayesian分析显示:各站点内的南极磷虾都存在相同的分化现象。