我国东南沿海青石斑鱼生长、繁殖习性及其群体遗传结构研究

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青石斑鱼(Epinephelus awoara)隶属于鲈形目(Perciforme),石斑鱼科(Epinephelidae),石斑鱼属(Epinephelus)[1],是重要的经济鱼类之一。近年来青石斑鱼受到了过度捕捞和环境污染的威胁,野生群体规模和资源量下降,但现阶段对于青石斑鱼的研究仍主要集中在养殖技术、病害等方面,在基础生物学习性以及群体遗传学等方面仍缺乏系统的研究和梳理。本研究对国内三个青石斑鱼野生群体(MN、DYW、BBW)进行了生长规律和性腺发育等基础生物学习性的系统性观察,以探讨近年来青石斑鱼野生资源在剧烈的人类活动影响下是否产生适应性进化。同时运用线粒体COI、Cyt b、ND2基因和核基因RyR3的序列分析、微卫星分子标记及RAD-seq简化基因组三种技术,对上述三个青石斑鱼野生群体进行了系统的群体遗传学研究。以期为青石斑鱼现存野生资源的保护、人工繁育以及相关渔业政策的制定提供基础的参考资料和依据。本论文的主要结论如下:1.雌性和雄性青石斑鱼的体长和体重关系分别为:W♀=6E-5L2.8582;W(?)=2E-5L3.0028,表明雌性为异速生长,雄性为匀速生长。闽南群体的生长速率明显高于大亚湾群体,推测受到了营养等环境因素的影响较大。在对青石斑鱼繁殖习性的研究中,对比了不同的性腺发育模式的特征,详细描述了青石斑鱼卵母细胞及卵巢和精巢在不同发育时期的组织学特征。通过对切片的观察,发现精巢Ⅳ期以后性腺中不再出现卵母细胞,从组织学上验证了青石斑鱼雄性个体不会再发生雄转雌的性逆转过程。与1980年数据相比,成熟系数的最高峰同样处于5~6月份,但发现采集于大亚湾海域的样本性成熟时间为5月上旬(22~25℃),早于1980年同期采集于浙江北部海域(21~23℃)的样本,推测是由于性腺发育和排卵行为受水温的影响较大。同时发现卵巢各时期的GSI值和卵径均普遍下降,推测青石斑鱼群体由于受到过度捕捞和环境污染的影响,可能产生了 一定的适应性进化。此外,本研究对青石斑鱼雄性个体的检测也进一步佐证了石斑鱼类初级雄性样本的出现可能与生长环境相关的推论。2.对青石斑鱼三个野生群体(MN、DYW、BBW)的遗传多样性及群体历史动态进行了分析,线粒体基因测序共检测到56个单倍型,97个多态位点,Ts/Tv=5.1。单倍型多样性(Hd)范围为0.889~0.980,核苷酸多态性指数(π)在0.00327-0.00404之间,呈现出高Hd低π值的现象。核基因RyR3共检测到5个等位基因,8个多态位点,Ts/Tv=1<2,表明RyR3基因序列已达到突变饱和状态。等位基因频率为0.000~0.078;核苷酸多态性(π)在0.00000~0.00011之间,平均核苷酸多态性为0.00009。基于微卫星标记的结果显示:平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)分别为0.562和0.603;多态信息含量(PIC)范围为0.463~0.636。而基于简化基因组测序的结果显示Ho介于0.025~0.122,Hs介于0.165~0.183。上述结果表明青石斑鱼虽然受到了一定程度的人为干扰影响,但其野生群体当前的遗传多样性仍处于中等偏高水平。3.上述三种技术对三个青石斑鱼野生群体遗传结构的研究结论同样相似,AMOVA分析的结果均显示青石斑鱼遗传变异主要来源于群体内部。在群体分化水平方面三种技术的结果略有差异,基于简化基因组测序的FsT值为0.000~0.001,显示三个群体间不存在分化;基于线粒体基因研究结果,其FST值介于0.00505~0.09939,显示仅有BBW群体与MN群体间存在低等程度分化;而基于微卫星标记分析,FST范围为0.043~0.091,显示BBW群体除了与MN群体外,与DYW群体间也存在低度分化,该结果可能与样品检测数及不同方法的灵敏度差异有关,但仍提示琼州海峡的水文特征可能对海峡两侧海域的青石斑鱼群体间的基因交流产生一定影响。此外,单倍型网络关系图显示三个群体不存在显著的地理谱系结构,核苷酸不配对分布图呈现单峰,符合群体经历过瓶颈效应后再次扩张的模型。最后,基于上述研究结果,本文在改善青石斑鱼栖息地环境、严格控制捕捞强度、推广人工养殖技术及开展资源调研等方面提出了保护性建议。
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