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犁头鳅(Lepturichthys fimbriata)隶属于鲤形目Cypriniformes平鳍鳅科Balitoridae犁头鳅属(Lepturichthys),广泛分布于长江流域。前期的研究表明,犁头鳅包含2个不同的谱系,分别分布于长江上游和中下游,是研究物种分化的良好材料。本研究首先通过对平鳍鳅科mtDNA全序列分析,了解全序列结构及特点,并构建系统发育树,确立犁头鳅的系统发育位置;其次,在此基础上,采用线粒体Cytb基因及核内基因RAG1、EGR2B和Serb2四种分子标记,构建犁头鳅不同地理种群的系统发育树,分析其系统发育关系,并采用分子钟估算各类群的分化时间,分析各基因在不同谱系的选择压力,从而更全面和深入的探讨犁头鳅物种分化过程中不同基因的作用;最后,以Cytb为分子标记,分析了犁头鳅5个地理种群的遗传多样性及演化历史。主要研究结果如下: 1.犁头鳅的线粒体基因组为双链环状分子,总长为16564-16567bp。共编码37个基因,分别为2个rRNA基因(12SrRNA和16SrRNA),13个蛋白质编码基因(分别是COⅠ、COⅡ、COⅢ、ATP6、ATP8、ND1、ND2、ND3、ND4、ND4L、ND5、ND6、Cytb),22个tRNA编码基因,还有一个非编码控制区(D-loop控制区)。 2.13个蛋白质编码基因中,除COⅠ基因以特殊的GTG作为起始密码子外,其余均以ATG为起始密码子;11个蛋白质编码基因以典型的TAA和TAG作为终止密码子,COⅡ和Cytb的终止密码子是不完整的T。 3.犁头鳅线粒体DNA控制区含有1个终止相关序列TASI,3个中央保守序列(CSB-F、CSB-D、CSB-E)和3个保守序列区(CSB-1、CSB-2、CSB-3)。 4.犁头鳅线粒体基因组碱基组成具有明显的A+T偏向性,总A+T含量达55.3%,D-loop控制区的A+T含量为66.4%,高于线粒体基因组全序列总水平。 5.测定了平鳍鳅科鱼类的35条mt DNA全序列,分别采用NJ、BI、ML三种方法构建系统发育树,结果表明,犁头鳅样本分成两个分支,来自长江上游的大部分犁头鳅样本与其同域的金沙鳅属鱼类聚在一起,构成一个分支(谱系A),另一个分支(谱系B)包括来自长江中游的犁头鳅和长鳍犁头鳅;犁头鳅属物种的分化处于早期阶段。 6.测定了213尾犁头鳅样本的Cytb基因序列,所有犁头鳅样本均受到纯化选择(ω=0.01498)(负向选择)压力;测定了犁头鳅107尾样本3个核基因的序列,包括RAG1、EGR2B和Serb2。结果表明:3个核基因均受到纯化选择(负向选择)压力,且EGR2B基因(ω=0.12003)与RAG1(ω=0.32661)和Serb2(ω=0.32237)基因相比,受到的更强烈的负向选择压力。似然率检验结果显示不同地理群体的犁头鳅进化速率是相同的。 7.测定了谱系A的4个地理种群,谱系B的1个地理种群的犁头鳅样本,共获得186条Cytb基因序列,进行群体遗传分析。结果表明:在1044 bp长的序列中,序列变异位点121个,占11.6%,简约信息位点48个,占4.6%。所有样品共检测到86个单倍型,整体的单倍型多样性(h)和核苷酸多样性(π)分别为0.972±0.005和0.02683±0.00220。群体遗传分化的分析表明,谱系A和谱系B的地理群体之间遗传分化较大,几乎没有基因交流;但是谱系A内部的地理种群之间没有分化。核苷酸错配分布及Tajimas D和FusFs中性检验表明,部分地理种群经历了群体扩张,导致种群遗传变异较低,扩张时间大约为0.07-0.14Mya。