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种群(population)是指在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体,其基本构成成分是有潜在互配能力的个体。鱼类种群和群体问题的研究是渔业生物学中的一项基础性工作,是合理利用鱼类资源首先要解决的基本问题。近年来,鱼类种群的鉴别越来越强调形态学和分子生物学研究相结合。多齿蛇鲻Sauridatumbil,隶属于灯笼鱼目Myctophiformes,狗母鱼科Synodidae,蛇鲻属Saurida,广东沿海俗称九棍、那哥,蛇鲻属在中国南海陆架区广有分布,其中以多齿蛇鲻和花斑蛇鲻S.undosquamis居多。近年来,由于过度捕捞、环境恶化等原因,已经越来越威胁到其种群的存在和发展。多齿蛇鲻作为南海北部大陆架地区的主要经济鱼类之一,对其从分子水平进行种群分析和鉴定就显得特别必要和迫切。在渔业资源调查和分类学研究中,通常把多齿蛇鲻和花斑蛇鲻作为两个不同的种分别进行研究,但它们之间的外部区分特征非常有限,在缺乏表型性状特征的情况下,利用分子生物学手段来研究二者的分类学地位是十分有必要的。因此本文在研究南海北部陆架区多齿蛇鲻种群结构的同时,进一步对多齿蛇鲻和花斑蛇鲻的线粒体DNA控制区基因片段进行研究,初步分析了它们间的遗传特征和亲缘关系,以期为今后开展对蛇鲻属鱼类的资源合理开发、保护及生物学分类研究工作提供理论指导。具体研究结果如下:
1、中国南海北部陆架区多齿蛇鲻的种群分析
设计针对多齿蛇鲻线粒体控制区的引物对多齿蛇鲻基因组进行扩增,获得了568bp的线粒体控制区序列。应用该对引物对多齿蛇鲻5个群体(共78个样本)进行扩增。78个个体共检测到48种单倍型,39个变异位点,其中一个为转换/颠换并存位点,无插入/缺失位点。转换/颠换比R=16.19。分子变异等级分析(AMOVA)的结果表明,群体内存在很高的遗传变异(98.82%),群体间的遗传分化很小,仅占1.18%。NJ分子系统树显示,用于研究的78个样本相互混杂,没有出现某一群体单独聚在一起的现象。利用中介网络法构建了多齿蛇鲻各群体间的关系网。三个分支中,一个分支全部由汕尾、东莞群体和茂名群体构成,中间分支由全部的北海群体和部分茂名群体及部分东莞群体组成,另一支则全部由湛江群体组成。除茂名群体与汕尾、东莞群体之间相互交叉外,其他每个群体都又以自己的小群体为中心各自繁衍新的个体,群体间的联系较少,这符合多齿蛇鲻以小群体为单位繁衍生殖的特性。
2、花斑蛇鲻的遗传多样性分析
对花斑蛇鲻各群体共26个个体的mtDNA控制区序列进行了测序和分析,获得长度568bp的同源序列,控制区中A、T、G、C四种碱基的平均组成分别为34.4%,24.6%,15.0%,26.1%。序列中共检测到变异位点28个,其中单变异位点14个,转换位点26个,颠换位点2个,无插入/缺失位点。花斑蛇鲻26个个体中中共检测到18种单倍型,单倍型多样性为0.9292。分别利用MEGA4.0和TCSl.21构建了花斑蛇鲻的分子系统树,花斑蛇鲻NJ关系树显示26个个体分为三枝,没有出现某一地方群体单独聚类的情况;花斑蛇鲻单倍型网络关系图则显示H4单倍型为较为原始的单倍型,其他单倍型多由该单倍型经突变而来。研究显示目前花斑蛇鲻遗传多样性仍较为丰富。
3、多齿蛇鲻和花斑蛇鲻的分子比较分析
从多齿蛇鲻78个个体中随机抽取30个个体与花斑蛇鲻全部26个样本线粒体控制区进行遗传差异性研究。用Kimura-2-parameter模型分析种间遗传距离仅为0.009,各群体间成对遗传变异固定指数Fst=-0.0400,基因流Nm=-6.50,说明二者间的遗传分化很小。以线粒体DNA控制区全序列为分子特征构建的NJ树显示,虽然大部分花斑蛇鲻个体能聚在一起,但本身并不能独立构成单系群,而是与多齿蛇鲻个体杂乱聚在一起,说明二者并没有完全分开,有可能是同一个种。