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香港巨牡蛎(Crassostrea hongkongensis)属巨牡蛎属(Crassostrea),主要分布于广东、广西两省和福建部分沿海河口和海湾区域,是我国华南沿岸的重要养殖资源和最主要的养殖种类之一。随着养殖业规模的不断扩大,天然苗种大规模异地移养、养殖香港巨牡蛎抗逆力下降和种质资源退化等问题已经凸现。因此,开展香港巨牡蛎群体遗传学研究,以摸清我国香港巨牡蛎种质资源状况;在此基础上,加强养殖香港巨牡蛎良种培育技术研究与应用,为确保香港巨牡蛎养殖业健康持续发展和香港巨牡蛎种质资源的可持续利用有着重要的现实意义。
本研究采用微卫星(microsatellite loci)分析技术和线粒体DNA(mtDNA)基因片断序列分析技术相结合的手段,运用系统发育分析方法、谱系生物地理学方法以及遗传变异参数分析等多种生物信息学的研究方法,对采自我国南海沿岸的11个香港巨牡蛎种群进行系统而深入的比较研究,获得以下结果与结论:
(1)采用磁珠富集法开发了香港巨牡蛎微卫星位点50个,并用12对引物扩增了华南沿海11个地区的香港巨牡蛎种群的627个个体,共检测到288个等位基因,平均每个位点等位基因数目范围为9.1-19.9;在所有的群体中,观测到的杂合度范围为0.568到0.716,期望杂合度范围为0.843到0.871。同时扩增、测定了来自上述种群230个个体的2个线粒体DNA(mtDNA)的基因片段序列,获得了62个coxl基因的单倍型和57个nad5基因的单倍型。平均单倍型多样性指数(h)为0.814(coxl基因)和0.604(nad5基因),平均核苷酸多样性指数(π)分别为0.00236(coxl基因)和0.00152(nad5基因)。线粒体数据和微卫星数据都揭示了香港巨牡蛎群体存在较高的遗传多样性。
(2)线粒体和微卫星数据都表明,香港巨牡蛎在分布区内存在着明显的群体遗传结构。FST值检验结果显示,广西、广东和福建三个区域的群体之间存在显著性差异;把所有群体划分成这三个区域进行AMOVA分析后,区域间的固定指数ΦCT处于差异显著水平。MANTLE分析显示分布区内存在着一定的距离隔离(IBD),并支持将这11个香港巨牡蛎群体划分为广西、广东和福建3大支群。然而在微卫星数据的STRUCTURE分析和MIGRATE分析表明,广东内部的8个群体中在某种程度上存在着以珠江口为界的两个亚群(广东西部亚群和广东东部亚群)。
(3)地理隔离是阻隔广西、广东和福建三个地区香港巨牡蛎基因交流的最主要因素之一,其中包括广西群体和广东群体之间的天然地理屏障-雷州半岛和群体之间超过200 km的地理距离;个别群体(GL和HQ,HQ、SZ和SW)存在有悖于地理隔离规律的现象可能是由珠江径流引起的;同时,在MIGRATE软件分析结果中发现的由西向东传递的基因流(地理位置偏东的群体较偏西的群体获得较多的基因流)也很可能与夏季主要处于东北向的广东沿岸流有关。
(4)在对该物种主要分布区夏季(5-6月)的表面盐度进行查考分析后我们可以推断,XM和ST、SW和ST以及ZJ和YJ群体的隔离与分化与盐度有关,这些群体分布区彼此之间的高盐度海区阻碍了香港巨牡蛎夏季繁殖季节中浮游幼虫的迁移,从而导致了这些群体间存在较大的遗传分化。而在线粒体单倍型分析和MIGRATE基因流分析中我们都发现,广西的QZ群体与广东的ZJ和SW群体存在较强的群体遗传物质关联性,这种跨越天然地理屏障的关联性很可能是由人为的种苗转运和异地养殖造成的。