CoI条形码在鳗鲡种质鉴定和系统发育研究中的应用

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本研究通过比较鳗鲡CoI基因序列的差异对玻璃鳗(欧洲鳗鲡、日本鳗鲡、花鳗鲡和莫桑比克鳗鲡)进行种质鉴定,建立相应的CoI条形码。同时对鳗鲡属中9种鳗鲡(欧洲鳗鲡、美洲鳗鲡、双色鳗鲡、吕宋鳗鲡、花鳗鲡、日本鳗鲡、莫桑比克鳗鲡、云纹鳗鲡和太平洋双色鳗鲡)进行遗传多样性和系统发育的研究,以期为鳗鲡养殖过程中存在的种质混乱,养殖种类过于单一等问题提供帮助。1.玻璃鳗种质鉴定:采集玻璃鳗样品共46尾并提取DNA,通过PCR扩增CoI基因片段后进行序列测序,用相关软件进行数据处理和分析后得到613bp的序列。46条序列共定义了16个单倍型。以GenBank中已有的鳗鲡线粒体CoI基因序列为参照,经分析碱基组成、单倍型网络进化关系、遗传距离和NJ分类树等,鉴定结果为欧洲鳗鲡、日本鳗鲡、花鳗鲡、莫桑比克鳗鲡。欧洲鳗鲡和莫桑比克鳗鲡亲缘关系较近,日本鳗鲡和花鳗鲡亲缘关系较近,但欧洲鳗鲡、莫桑比克鳗鲡与日本鳗鲡、花鳗鲡聚为两大类。46条CoI序列中有69处发生碱基转换,14处发生碱基颠换,转换与颠换的发生数量比值约为15:1,其中T与C之间的转换发生最多。4种鳗鲡种间遗传距离为0.0549~0.0926,种内遗传距离为0.0016~0.0062。本试验中用mtDNACoI序列进行的鳗鲡分类和形态学鉴定结果是一致的,表明用线粒体CoI序列的DNA条形码技术鉴定鳗鲡种类是可行的。单倍型hap1-4为莫桑比克鳗鲡独有;hap5-6为日本鳗鲡独有;hap7-11为日本鳗鲡独有;hap12-16为花鳗鲡独有,可作为DNA条形码鉴别不同种鳗鲡。2.鳗鲡属遗传多样性和系统发育研究:采集9种鳗鲡(共83个样品)提取DNA,通过PCR扩增CoI基因片段后进行序列测序,用相关软件进行数据处理和分析。83条序列定义了36种单倍型。鳗鲡的核苷酸多样性(0.00047~0.00470)远远低于单倍型多样性(0.286~0.944),遗传多样性相差较少。欧洲鳗鲡、吕宋鳗鲡单倍型多样性较高,分别为0.909、0.944,日本鳗鲡单倍型多样性仅为0.286,该种鳗鲡资源丰富度偏低。欧洲鳗鲡的平均核苷酸差异(K)、核苷酸多样性(Pi)最大,分别为2.897、0.00470,多态位点9个;日本鳗鲡平均核苷酸差异(K)和核苷酸多样度(Pi)最小,分别为0.286、0.00047,多态位点仅有1个,各单倍型序列间的差异少,需采取相关措施保护日本鳗苗资源。序列中碱基转换与颠换比值为4.24,碱基转换值明显高于颠换。碱基替换大部分发生在密码子的第三位点,第二位点未有碱基替换,最为保守。种间平均遗传距离在0.0212~0.0933之间,种内遗传距离为0.0016~0.0060。物种的系统发育与地理分布位置密切相关。发育系统树显示分为两大支,其中一支中花鳗鲡与云纹鳗鲡亲缘关系最近,其次是吕宋鳗鲡,日本鳗鲡则稍远,太平洋双色鳗鲡和双色鳗鲡亲缘关系较近,但是与花鳗鲡和云纹鳗鲡则是亲缘关系最远的。另一支上欧洲鳗鲡首先与美洲鳗鲡亲缘关系最近,莫桑比克鳗鲡相对稍远。莫桑比克鳗鲡分布地虽与花鳗鲡、双色鳗鲡等相近,都分布于印度洋,但反而是与分布于大西洋的欧洲鳗鲡和美洲鳗鲡聚为一大支,这可能是于地球洋流运动有一定的相关性。
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