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中华绒螯蟹、日本绒螯蟹和合浦绒螯蟹三者俗称河蟹,是中国大陆不同地域养殖的三种常见经济绒螯蟹类。三者在形态、生长速度、规格大小和肉质上存在差异,其中长江水系中华绒螯蟹以其商品规格硕大、肉质鲜美、膏脂丰满、体态雄健而享誉海内外,是优质的河蟹种质资源。自从20世纪90年代以来,由于河蟹养殖片面追求产量和养殖面积,对种质资源保护力度不够,各水系河蟹相互混杂,一些地区出现了种质资源衰退的现象,严重影响到这一行业的健康发展。本文从形态学和遗传学角度出发,通过测量头胸甲和第二步足等形态数据,比较线粒体DNA A+T丰富区序列差异,分析不同水系河蟹种质混杂的状况。
本实验首先对长江水系中华绒螯蟹、欧洲莱茵河野生中华绒螯蟹、合浦水系日本绒螯蟹、辽河水系中华绒螯蟹、绥芬河水系日本绒螯蟹及其杂交蟹(绥芬河水系日本绒螯蟹♀×辽河蟹♂)进行聚类分析、判别分析和主成分分析。聚类分析可将莱茵蟹和长江蟹先聚在一起,合浦蟹、辽河蟹、绥芬河蟹和杂交蟹聚在一起。判别分析建立了判别公式,雌蟹整体判别率77.52%;雄蟹整体判别率77.01%。主成分分析将与第四侧齿位置相关特征作为第一主成分。到第四主成分的累积贡献率分别为69.4%和66.1%。研究表明,长江蟹与莱茵蟹为中华绒螯蟹;合浦蟹与绥芬河蟹属日本绒螯蟹,前者为南方种群,后者为北方种群。中华绒螯蟹和日本绒螯蟹和能自然杂交、可育。两者间不存在生殖隔离。长江水系中华绒螯蟹己遭到日本绒螯蟹的干涉,而辽河水系中华绒螯蟹则受到日本绒螯蟹的严重干扰,种质均已经混杂。
第二部分选取莱茵水系中华绒螯蟹和日本绒螯蟹为研究对象,以总DNA为模板,线粒体DNA为参照,设计特异性引物扩增线粒体DNA A+T丰富区及其两端的保守序列。结果显示PCR扩增产物有三种,AT-1(629bp)、AT-2(753bp)和AT-3(大于800bp)。莱茵蟹和日本蟹在AT-2片段上变异位点少,非常保守,而在AT-1和AT-3的保守区具有丰富的简约信息位点和较高的核苷酸多态性,这两个区域适合作为种间和种内的群体遗传关系研究。
第三部分以莱茵水系中华绒螯蟹、长江水系中华绒螯蟹、辽河水系中华绒螯蟹和绥芬河水系日本绒螯蟹为研究对象,辽河水系中华绒螯蟹(♂)与绥芬河水系日本绒螯蟹(♀)杂交后代为参照,各个种群选取5~6个个体,扩增其线粒体DNAA+T丰富区,共获得26个长为816~1279bp的AT-3片段序列,发现61个变异位点,占分析位点总数的10.25%。简约信息位点16个,占2.69%。共定义了23个单倍型。莱茵蟹群体5个,长江蟹群体6个,辽河蟹群体4个,日本蟹群体5个,杂交蟹4个,长江、辽河、绥芬河和杂交蟹共享一个单倍型CJ4,绒螯蟹群体间具有极高的遗传多样性;莱茵群体、长江群体与杂交群体的遗传距离最大,辽河群体与绥芬群体遗传距离最小;长江、辽河、绥芬河和杂交蟹两两群体之间的群体间分化指数Fst值仅为0.0289~0.1260,显示群体之间分化程度较低;各个群体之间的基因交流值(N<,m>)都大于1(1.3504~16.802),显示各群体之间都存在基因交流,而其中莱茵群体与绥芬群体的基因交流值最小.结果表明莱茵群体作为生活在远在欧洲的绒螯蟹种群,保存了比较纯正的长江水系中华绒螯蟹种质基因库,而长江与辽河、辽河与绥芬两两水系间的河蟹则受到不同程度的混杂。