龙头鱼微卫星标记开发及群体遗传多样性研究

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龙头鱼(Harpadon nehereus),隶属于硬骨鱼纲(Osteichthyes),灯笼鱼目(Myctophiformes)龙头鱼科(Harpadontidae)龙头鱼属(Harpadon),具有重要的经济和生态价值。本研究采用微卫星分子标记和线粒体DNA标记对采自我国近海不同地理群体的龙头鱼进行群体遗传学研究,旨在探讨龙头鱼群体遗传格局及形成机制,以期为龙头鱼资源的可持续利用提供遗传背景资料和理论依据。主要研究结果如下:1.龙头鱼微卫星位点特征及微卫星标记开发基于高通量测序技术,对龙头鱼肌肉样本进行转录组和全基因组survey测序分析,开发微卫星标记的同时提供初步的基因组信息。转录组测序共获得16.97 Mb Unigenes,识别完美型微卫星位点5,652个,其中单核苷酸重复类型数量最多,占位点总数的67.59%,共检测到重复单元148种,重复次数以10次为主,位点序列长度在10-92 bp之间;全基因组survey测序组装获得了 1.36 Gb的Scaffolds数据,K-mer分析显示龙头鱼基因组大小约为1,315 Mb,MISA识别完美型微卫星位点1,027,651个,其中二核苷酸重复类型最丰富,占位点总数的54.35%,共检测到重复单元1,155种,重复次数以10次和22次为主,位点序列长度集中在10-50 bp之间。共设计合成100对引物,最终筛选出26个多态性微卫星位点,在24尾龙头鱼样本共检测出179个等位基因,平均观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)和多态信息含量(PIC)分别为0.753±0.166、0.761±0.115和0.713±0.120。结果表明龙头鱼微卫星序列含量丰富,有较高的分子标记开发潜能,所开发的26个微卫星标记具有较高的多态性,可应用于后续龙头鱼群体遗传学研究。2.基于微卫星标记的龙头鱼群体遗传学研究利用6个微卫星位点对我国近海7个龙头鱼群体遗传结构进行分析研究。结果表明,龙头鱼7个地理群体的等位基因丰富度(Rs)、杂合度(He,Ho)和多态信息含量(PIC)较高,呈现较高的遗传多样性水平;遗传分化指数(Fst)显示三门、泉州、湛江、北海和三亚群体与连云港和南通群体之间存在显著的遗传分化;UPGAM树表明连云港和南通群体为独立于其他群体外的支系;Structure和AMOVA分析提示龙头鱼群体可划分为两个存在显著遗传分化(Fct=0.02001,P=0.04693)的自由交配组群;龙头鱼群体不存在地理隔离模式,且近期未经历过遗传瓶颈效应。3.基于线粒体Cyt b标记的龙头鱼群体遗传学研究基于长度为1073 bp的线粒体Cyt b基因片段对我国近海13个龙头鱼群体的遗传多样性水平、遗传结构和群体历史动态进行评估和分析。结果表明,各群体具有较低的单倍型多样度(h)和核苷酸多样度(π);NJ系统发育树和单倍型网络图均未显示与采样位置对应的显著谱系分支;AMOVA分析和Fst值表明遗传变异几乎全部来源于群体内部,我国近海龙头鱼群体不存在遗传结构。核苷酸不配对分布和中性检验提示龙头鱼可能在6.98-2.79万年前经历过群体扩张事件。
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