中、日斑鰶耳石形态及线粒体基因组研究

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本文以斑鰶(Konosirus punctatus)为研究对象,利用耳石形态学手段以及斑鰶线粒体基因组全序对斑鰶中、日个体进行了比较研究,同时从线粒体基因组的角度探讨了鰶亚科及其近缘种鱼类的系统发育关系,此外通过分析斑鰶8个群体控制区全序以及Cyt b全序探讨了斑鰶中、日个体之间的遗传分化。本研究成果可以为研究海洋鱼类不同群体耳石形态提供基础资料,丰富线粒体基因组数据库,并为斑鰶渔业资源的种质资源的评价以及管理与保护提供基础资料。耳石形态学方面,采用Shape index法与傅里叶法分别分析了斑鰶8个群体耳石形态差异分析结果相近,显示中国沿海斑鰶群体耳石形态差异不显著,但与日本群体耳石形态存在差异。结果表明斑鰶中、日群体间存在地理差异,暗示中国与日本沿海的斑鰶有可能存在亚种以上分化。线粒体基因组全序列方面,以长PCR与常规PCR结合的方法设计了37对引物,采用步移法扩增测定了斑鰶线粒体基因组全序列,其中斑鰶中国个体的线粒体基因组长度为16697bp,日本个体为16698bp。斑鰶线粒体基因组结构与大多数已知脊椎动物线粒体基因组的结构类似,包括22个tRNA、2个rRNA、13个蛋白质编码基因以及非编码区,排列顺序与大多数已知鱼类的排列顺序一致;碱基含量方面,斑鰶线粒体基因组两条链上GC含量具有明显偏向,而AT含量的偏向性不明显,蛋白质编码基因第二位密码子碱基使用偏好最为明显;斑鰶中、日个体仅在两种内切酶的酶切片段上存在差异;中日斑鰶的各同源蛋白质编码基因的起始密码子均相同,除了COI以GTG为起始密码子外,其余12个基因的起始密码子都为标准起始密码子ATG,日本斑鰶与中国个体终止密码子一致;斑鰶中、日个体的2个rRNA长度分别相同;斑鰶中、日个体的轻链复制起始区OL均能形成稳定的茎环二级结构;研究结果显示斑鰶中、日个体控制区具有三个序列区,即终止相关序列区(TAS)、中央保守序列区(CSB-F、CSB-E、CSB-D、CSB-C、CSB-B)以及保守区(CSB-2及CSB-3)。系统发育方面,采用蛋白质编码基因联合、tRNA联合、rRNA联合以及控制区分别对斑鰶中、日个体及几种鲱科鱼类的系统发育关系进行分析。蛋白质编码基因分析表明斑鰶与美洲真鰶、佩坦真鰶的距离较小,与日本海鰶的距离较远;tRNA联合片段分析表明斑鰶与日本海鰶的距离比真鰶属两种鱼类的遗传距离近,日本海鰶与斑鰶的遗传距离较美洲真鰶的远,较佩坦真鰶的近;基于rRNA基因组合分析斑鰶与美洲真鰶、佩坦真鰶的遗传距离较日本海鰶的近,小齿宽颌鲱与斑鰶的遗传距离较筛鲱、真鰶的要远;基于控制区序列分析结果显示斑鰶与日本海鰶的遗传距离较近,与其他鰶亚科鱼类的距离较远;基于线粒体基因组全序列分析,结果显示斑鰶与真鰶属的关系较日本海鰶近,筛鲱与美洲真鰶、佩坦真鰶的距离较小。群体遗传学方面,以8个斑鰶群体为对象,通过分析1055bp的控制区全序以及去掉终止密码子T的1140bp Cyt b基因全序列,发现斑鰶群体具有高单倍型多样性和低核苷酸多样性;遗传结构分析检测到斑鰶的中国群体与日本群体平均遗传距离较远,AMOVA分析显示遗传差异主要来自组群间,中、日沿岸的斑鰶已有一定水平的分化,支持耳石形态学的研究结果。通过中性检验与核苷酸不配对分布对斑鰶群体历史动态进行分析,结果表明斑鰶的中国群体经历过群体扩张事件。
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