哲罗鲒属(Huc/ho)隶属于鲑形目(Salmoniformes)、鲑科(Salmonidae)。全世界现有5个种,即:分布于欧洲多瑙河流域的多瑙哲罗鲑(Huchohucho);广泛分布于欧亚大陆北部的太门哲罗鲑(Hucho toimen);分布于我国长江水系的川陕哲罗蘇(Hucho bleekeri);分布于我国和朝鲜鸭绿江上游的石川哲罗蘇(HHucho ishikawae);以及分布于库页岛、日本北海道和远东地区的远东哲罗鲑(Hucho perryi)。它们在生物地理学、鱼类系统演化与古生态学的研究中具有重要的学术价值。川陕哲罗鲑又名四川哲罗鲑,是哲罗鲑属中唯一的我国特有物种。20世纪60年代以前,川陕哲罗鲑分布较为广泛,资源量较丰富。近年来由于生态环境的破坏、过度捕捞等人为因素,川陕哲罗鲑自然资源量经历了极为严重的下降,原有的分布区内已经多年未发现其踪迹,自然种群面临灭绝的威胁。2012年秋季在陕西太白河重新发现了 19尾川陕哲罗鲑成鱼,是近20多年来发现的规模最大的一批群体,也是该物种在太白河绝迹15年后的再次发现。对此,科研工作者立刻开启了该物种的保护计划。保护遗传学的重要研究内容是保护物种的遗传多样性,从分子生物学的角度来评估物种多样性水平是恢复其野生资源的前提和基础。基于种群遗传学的研究结果制定相应的保护对策是保护濒危物种的有效手段。本文以川陕哲罗鲑为主要研究对象,一方面开展种群遗传学研究,筛选出适用于川陕哲罗鲑的高效分子标记,评估了川陕哲罗鲑种群遗传多样性,并构建了亲子鉴定体系,同时研究了川陕哲罗鲑的基因渗入问题。另一方面探究了该哲罗鲑属物种的系统进化与分化过程,研究了川陕哲罗鲑的系统发育位置和分歧时间。具体研究结果如下:1川陕哲罗鲑微卫星标记的开发通过二代技术获得秦岭细鳞鲑(Brachymystx lenok tsinlingensis)微卫星文库,进一步筛选出适用于川陕哲罗鲑的多态微卫星引物27对,并使用该微卫星标记对20尾野生川陕哲罗鲑个体进行了遗传多样性初步研究。结果表明:等位基因数目(Na)为2~8个,观测杂合度(Ho)为0.150-0.906,期望杂合度(He)为0.508~0.845,多态信息含量(PIC)为0.371~0.808。其中8个微卫星位点(BLT19,BLT28,BLT25,BLT30,Hb13-5,Hb15-11,Hb16-240,Hb18-163)显著偏离哈迪温伯格平衡(P<0.01)。本实验研究开发的微卫星标记可应用于川陕哲罗鮭个体识别、遗传多样性、亲缘关系鉴定等遗传学的进一步研究。2基于线粒体DNA (CYTB基因片段和控制区序列)和微卫星标记对川陕哲罗鲑太白河野生种群遗传多样性的评估线粒体DNA标记:采集川陕哲罗鲑野生个体43尾,分别利用线粒体DNA不同片段(C)TTB基因片段和控制区序列)对该种群进行遗传多样性评估。结果显示:控制区序列拥有12个单倍型,CYTB基因片段则仅拥有3个单倍型;控制区序列的单倍型多样性指数(Hd)与核苷酸多样性指数(P/)分别为0.8208和0.00159,远高于CYTB基因片段(0.0941和0.00009)。两个序列的核苷酸变异的平均数分别为1.871 (控制区序列)和0.095 (CYTB基因片段)。总体来说,两序列的遗传多样性水平都较低。Network网络结构图表明该群体的线粒体DNA单倍型网络结构较为单一。系统进化分析表明本实验中来自陕西省太白河的样本全部归为一个类群,该种群没有呈现出明显的遗传分化。微卫星标记:从筛选出的多态微卫星引物中挑选出15对多态性高、扩增效果好的引物,分别在正向引物末端标记2种常见的荧光(FAM或HEX),利用其对川陕哲罗鲑野生种群进行遗传多样性分析。结果共检测到77个等位基因,每个位点等位基因数从2 (Hbl10-16)到13 (Hb18-163)不等。观测杂合度0.04651 - 1.0000,平均值为0.59719。期望杂合度0.09111~0.67387,平均值为0.44735。除位点Hb14-10, BLT25, Hb13-5和Hb12-2外,其他位点都显著偏离哈迪-温伯格平衡(P <0.01)。近交系数为-0.90487 - 0.49398,平均值-0.34033 (P> 0.05)。所有检测的微卫星位点间不存在连锁不平衡现象(P > 0.05)。聚类分析表明该种群内不存在遗传分化。种群瓶颈效应检验结果说明该种群近期经历了严重的瓶颈效应,并达到显著水平(P<0.05)。两种分子标记结果都显示:太白河川陕哲罗鲑野生种群具有较低的遗传多样性。3川陕哲罗鲑人工繁殖子一代遗传特征的评估及亲子鉴定技术的建立从筛选出的多态微卫星引物中选择出14个高度多态微卫星位点合成荧光标记引物,对川陕哲罗鲑人工繁殖子一代群体进行遗传多样性评估。结果显示,该群体共检测到有49个等位基因,单个位点等位基因数(Na)为2～6个,平均值为3;观测杂合度(Ho)为0.069 ～ 1.000,其平均值为0.574;期望杂合度(He)为0.067 ～ 0.696,平均值为0,432;多态信息含量(PIC)为0.064～ 0.644,平均值0.339。这些参数值均表明该群体的遗传多样性处于较低水平。两两家系之间的遗传分化程度(FST)为0.02504,表明家系之间的遗传距离较为接近,不存在明显的遗传分化。单个种群内近交系数(FrS)为-0.33255,说明群体未出现明显的近交。与川陕哲罗鲑野生种群相比,子一代群体的遗传多样性参数明显较低,利用这14对引物构建川陕哲罗鲑亲子鉴定技术。结果显示,在单亲信息已知和双亲信息已知的情况下,其累积非父排除概率均大于99%;双亲信息均未知情况下,累积非父排除概率大于98%,可以认定亲本与子代之间的亲子关系。分析结果表明这14个多态微卫星标记适用于建立川陕哲罗鲑亲子鉴定技术。4基于线粒体DNAC YTB基因片段分析秦岭地区川陕哲罗鲑与秦岭细鳞鲑基因渐渗利用线粒体DNA细胞色素b基因CYTB片段,分析了陕西秦岭地区太白河川陕哲罗鲑与秦岭细鳞鲑两个种群样本的遗传特征,其中川陕哲罗鲑样本量为43尾,秦岭细鳞鲑样本量为50尾。同时将其与青海省玛柯河川陕哲罗鲑及黑龙江流域的细鳞鲑历史数据进行序列比对与聚类分析。结果显示,总群体的简约信息位点数为97,太白河川陕哲罗鲑与秦岭细鳞鲑两个群体之间的遗传分化系数(Gst)为0.06653,平均核苷酸差异度(Kxy)为0.3476、核苷酸歧异度(Dxy)为0.08598、基因流(Nm)为3.51。总群体的固定系数(Fst)为0.1080,两个群体没有共同单倍型。系统进化树显示两个群体各自聚为一类,二者之间的遗传距离较远。研究结果表明这两种鲑科鱼类在所分析的线粒体DNA区域内没有发生杂交渐渗。5川陕哲罗鲑分子系统发育位置及分歧年代的研究利用线粒体DNA序列全长和13个蛋白质编码基因分别构建了鲑科鱼类(包括部分鮭科鱼类及除石川哲罗鲑外其他哲罗鲑属鱼类)系统进化树;同时利用线粒体DNA全长序列和13个蛋白质编码基因拼接序列,基于恒定进化速率的分子钟推断哲罗鲑属分化年代。结果发现哲罗鲑属鱼类系统进化中,川陕哲罗鲑与多瑙哲罗鲑和太门哲罗鲑聚为一类,远东哲罗鲑与红点鲑属物种的分支更为接近。研究结果的系统进化树大部分节点的后验概率大于95%,因此该聚类分析具有较高的可信度。哲罗鲑属分化年代分析推测远东哲罗鲑最先与哲罗鲑属其他鱼类分离,隔离年代大概为10.4Ma,这种分化可能是地理隔离造成的。分布于欧亚大陆淡水水系的太门哲罗鲑、川陕哲罗鮭与多瑙哲罗鲑则分化年代较晚。川陕哲罗鲑同太门哲罗鲑以及多瑙哲罗鲑的隔离时间均约为1.7 ~ 2.2 Ma;多瑙哲罗鲑与太门哲罗鲑的隔离时间则约为1.4 ~ 1.8 Ma。玛珂河川陕哲罗鲑与太白河川陕哲罗鲑之间的隔离时间约为1.3～1.7 Ma。此外,黑龙江流域的细鳞鲑与分布于秦岭的秦岭细鳞鲑之间的隔离时间大约为1.7 ~ 2.2 Ma,这与同样生境下的太门哲罗鲑和川陕哲罗鲑的分化年代相符。由此认为,分布于秦岭地区的两种鲑科鱼类与分布于黑龙江流域的鲑科鱼类的隔离年代大概处于第四纪更新世。