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邻域分化姐妹种是分子系统地理学研究的好材料,对于它的研究不仅有助于更清晰地认知物种或种群遗传分化的驱动机制,而且其邻域分化的特性也为揭示适应性进化在物种或种群分化中的作用提供了理想的研究模型。拉氏狼牙虾虎鱼(Odontamblyopus lacepedii)和瑞贝卡狼牙虾虎鱼(Odontamblyopus rebecca)是鲈形目(Perciformes)、虾虎鱼亚目(Gobioodei)、虾虎鱼科(Gobiidae)、近盲虾虎鱼亚科(Amblyopinae)狼牙虾虎鱼属的姐妹种,在中国沿海呈一南一北的邻域分化的地理格局,但目前有关该姐妹种在中国沿海的确切谱系地理格局及其形成机制如何?中性进化和适应性进化在其物种形成和种群分化中的贡献目前还未阐明。本研究开展了基于线粒体COX2基因片段、线粒体全基因组和核基因转录组的狼牙虾虎鱼姐妹种的谱系地理格局与适应性分化研究,拟在分子水平上阐明狼牙虾虎鱼姐妹种现有谱系地理格局的形成过程与机制,为揭示鱼类物种及种群进化的一般规律提供基础数据。取得的主要结果如下:利用线粒体COX2序列对中国沿海9个狼牙虾虎鱼姐妹种群体进行了分子系统地理格局和遗传分化研究,共测得181条长度为691bp的COX2序列,遗传变异分析表明,两姐妹种的遗传多样性相对较低,拉氏狼牙虾虎鱼的单倍型多样性指数(Hd)为0.646,核苷酸多样性指数(pi)为0.0014;而瑞贝卡狼牙虾虎鱼的单倍型多样性指数(Hd)为0.766,核苷酸多样性指数(pi)为0.0020;对两姐妹种的谱系地理格局进行分析,结果发现两姐妹种基本形成了以台湾海峡为界的一南一北地理格局,两者分化时间约为距今1.738Ma年前的更新世冰期,推测更新世冰期裸露成陆的台湾海峡陆桥的阻隔是两姐妹种分化的原因。而NJ聚类分析、单倍型网络关系图及AMOVA分析结果表明,两姐妹种内部则未见明显的种群遗传结构,但种群遗传分化系数Fst等统计结果表明,各姐妹种内部不少群体间仍产生了微弱而显著的遗传分化(P<0.05),推测其分化的原因可能与地理隔离及沿岸流系统的影响有关。对两姐妹种分化过程中可能存在的适应性进化位点进行检测,结果表明,采用位点和分支位点模型时,我们未检测到任何的受选择位点。但采用分支模型时,我们检测到两类群间ω值有显著的差异,表明两姐妹种在进化过程中经历了不同的自然选择压力。进一步利用线粒体全基因组对上述9个狼牙虾虎鱼姐妹种及其群体进行谱系地理格局及分化机制研究,共测得63条长度为17635 bp的比对序列。遗传变异参数统计表明,线粒体全基因组揭示了较COX2相对较高的遗传多样度,拉氏狼牙虾虎鱼的单倍型多样性指数(Hd)为1.000,核苷酸多样性指数(pi)达0.0077;而瑞贝卡狼牙虾虎鱼的单倍型多样性指数(Hd)为1.000,核苷酸多样性指数(pi)达0.0100;但仍呈现高单倍型多样性而低核苷酸多样性的特点;对两姐妹种63个个体进行NJ系统发育树构建,结果表明,在瑞贝卡狼牙虾虎鱼中仍未检测到明显的种群遗传结构;但在拉氏狼牙虾虎鱼中能检测到两个分化较大的分支(支持率≧70%);该结果与线粒体COX2的结果不同,推测与线粒体不同区域的进化速率和分辨率有所差异及线粒体全基因组分析包含的位点数更多有关。狼牙虾虎鱼内部两个类群分化的原因可能与洋流系统的阻隔作用有关。对两姐妹种分化过程中可能存在的适应性进化位点进行进一步检测,结果表明,运用分支模型我们在ND1、ND2、ND4、ND5、ND6、COX1、COX2、CYTB等8个线粒体蛋白编码基因中检测到了两姐妹种间不同的自然选择压力,且采用位点和分支位点模型时我们检测到在ND4、ND5基因上共有5个位点受到选择作用,且有两个位点的正选择已经造成氨基酸极性和疏水性等理化性质的改变,进而可能影响线粒体的功能,这些结果表明适应性进化可能在狼牙虾虎鱼姐妹种分化过程中也起着关键作用。为更全面地反映适应性进化在两姐妹种分化中的作用,本研究进一步采用核基因转录组对两姐妹种间可能存在的适应性进化位点进行进一步检测,结果表明在拉氏狼牙虾虎鱼中我们共鉴定到了30个受选择的基因,功能注释结果表明,这些正选择基因主要与能量发生(ACON、PANK1、ACSF2、ND5)、脂肪代谢(CHKA、SPTSA、PDK2)、生物膜功能(MOT1、SMS2)、神经突触发育(RBGPR、F16B1、ZN131)等功能相关;该结果也得到了GO和KEGG分析的证实;而在瑞贝卡狼牙虾虎鱼中我们仅鉴定到了13个受选择的基因,功能注释表明,这些基因主要与能量代谢(MUTA、CQ10X)、营养代谢(DEPD5)、热应激(HSP13)及免疫(DEFI6)等功能相关;能量发生和脂肪代谢相关基因的受选择可能与姐妹种通过能量产生效率和储能方式的调整来更好地适应南北海域迥异的海域温度条件有关,而生物膜功能相关基因的受选择可能与狼牙虾虎鱼姐妹种通过细胞膜流动性和温度应激能力的改变来最大程度地适应不同海域纬度温度条件等有关,该结果从核基因转录组角度进一步证实了适应性进化可能在狼牙虾虎鱼姐妹种物种分化中也起着至关重要的作用。