论文部分内容阅读
文昌鱼(Amphioxus)是在进化地位上处于无脊椎动物与脊柱动物之间的中间过渡物种,是新兴的模式动物之一。厦门刘五店曾是世界上著名的具有渔业捕捞价值的文昌鱼产地,但是由于生境破坏、环境污染和捕捞过度的原因,文昌鱼的资源量急剧下降,已被列为国家二级保护动物。为了给厦门文昌鱼(Branchiostoma belcheri Gray)的遗传保护提供分子水平上的理论依据,本研究运用微卫星标记技术和mtDNA12S rRNA、COII、COIII标记技术分析文昌鱼基因频率的分布、遗传多样性、遗传分化等群体遗传学方面的内容。同时,根据以上分析确定文昌鱼的进化显著单元(ESU)和管理单元(MU),进一步完善文昌鱼在保护遗传学方面的研究,以期为厦门文昌鱼保护策略的制定提供依据和建议。本研究采用FIASCO法筛选出了8对文昌鱼微卫星多态性引物,并对文昌鱼4个群体(大嶝岛水域群体、南线至十八线东端群体、南线至十八线西端群体、黄厝水域群体)的遗传多样性和遗传分化进行了分析;运用mtDNA12S rRNA、COII、COIII标记,分析了文昌鱼4个群体的序列特征、群体遗传多样性和遗传变异,并进行了分子中性进化检验。(1)采用FIASCO法,利用bio-(GT)15、bio-(CT)15的混合探针构建文昌鱼(CA)n、(GA)n微卫星文库。挑取100个片段长度为300-1200bp的克隆振荡培养并测序,经过序列筛选,设计了41对微卫星引物。以30个文昌鱼个体对多态性微卫星位点进行评价,共检测出8对多态性引物,其等位基因数为3-10个,多态信息含量(PIC)为0.279-0.847,观察杂合度为0.1667-0.9333,期望杂合度为0.3100-0.8617。位点多态性分析结果显示,除位点Brb8(PIC:0.347)、Brb90(PIC:0.279)为中度多态外,其余6个位点均大于0.56,具有高度多态性,适合进行种群遗传学研究。(2)利用自行筛选的8对微卫星引物和援引3对青岛文昌鱼引物,对4个文昌鱼群体的遗传结构进行研究,分析了各群体内的遗传多样性和群体间的遗传分化。文昌鱼4个群体的平均每位点等位基因数(A)介于4.6364-5.4545之间,平均为5.0682;平均每位点有效等位基因数(Ae)介于2.3138-2.8661之间,平均为2.5111;观察杂合度在0.3966-0.4839之间,平均为0.4497;期望杂合度在0.5045-0.5699之间,平均为0.5315,多态信息含量介于0.4587-0.5404之间,平均为0.4936。在总体水平上,文昌鱼的平均每位点等位基因数(A)、平均每位点有效等位基因数(Ae)、观察杂合度(Ho)、期望杂合度(He)分别为6.3636、2.6405、0.4494、0.5493。文昌鱼4个群体间的遗传距离(D)介于0.0388-0.0709之间,平均为0.0522;遗传相似度介于0.9315-0.9619之间,平均为0.9492。4个群体的群体间的遗传分化系数(FST)为0.0329,基因流(Nm)为7.3448。聚类分析显示,南线至十八线东端群体和大嶝岛水域群体亲缘关系较近,聚为一支;南线至十八线西端群体和黄厝水域群体亲缘关系较近,聚为一支。(3)mtDNA12S rRNA研究结果认为,四个文昌鱼群体的23个个体中共发现30个变异位点,其中包含3个碱基插入/缺失位点和27个多态位点,共定义了23种单倍型。23个个体的平均核苷酸差异数为3.285,核苷酸多样性指数为0.00515。在群体水平上,平均核苷酸差异数介于2.600-3.733,核苷酸多样性指数介于0.00408-0.00585,单倍型多样性指数均为1.000。文昌鱼4个群体间的遗传距离为0.0042-0.0049,平均为0.0046。分子变异AMOVA分析显示,文昌鱼群体之间无显著的遗传分化。Tajima’s D检验和Fu’s Fs检验均表明文昌鱼群体极显著地偏离中性。(4)mtDNACOII研究结果认为,四个文昌鱼群体的22个个体中共发现39个多态位点,包括38个碱基转换位点和1个碱基颠换位点,共定义了21种单倍型。22个个体的平均核苷酸差异数为5.745,核苷酸多样性指数为0.00831,单倍型多样性指数为0.996。在群体水平上,平均核苷酸差异数介于4.133-7.500,核苷酸多样性指数介于0.00598-0.01085,单倍型多样性指数为1.000。文昌鱼4个群体间的遗传距离为0.0067-0.0106,平均为0.0084。分子变异AMOVA分析显示,文昌鱼群体之间无显著的遗传分化。Tajima’s D检验和Fu’s Fs检验均表明文昌鱼群体显著地偏离中性。(5)mtDNA COIII研究结果认为,四个文昌鱼群体的23个个体中共发现56个多态位点,包括52个碱基转换位点和4个碱基颠换位点,共定义了22种单倍型。23个个体的平均核苷酸差异数为6.656,核苷酸多样性指数为0.00844,单倍型多样性指数为0.996。在群体水平上,平均核苷酸差异数介于3.867-9.733,核苷酸多样性指数介于0.00490-0.01234,单倍型多样性指数均为1.000。文昌鱼4个群体间的遗传距离为0.0062-0.0110,平均为0.0085。分子变异AMOVA分析显示,文昌鱼群体之间无显著的遗传分化。Tajima’s D检验和Fu’s Fs检验均表明文昌鱼群体显著地偏离中性。结合以上四项技术分析结果认为,文昌鱼的遗传多样性水平处在中等水平,并未出现明显的遗传分化。应及时保护文昌鱼群体的遗传多样性。本研究综合文昌鱼的遗传结构分析、资源状况和栖息地环境等方面,提出了六项文昌鱼资源保护策略,并建议将大嶝岛附近的海域纳入现有的文昌鱼保护区。