长江上游保护区长薄鳅和红唇薄鳅种群生态及遗传结构比较研究

摘要

长薄鳅和红唇薄鳅隶属鲤形目(Cypriniformes)鳅科(Cobitidae)沙鳅亚科(Botiinae)薄鳅属(Leptobotia)，主要分布于长江上游及其支流，均属长江上游特有鱼类，其中长薄鳅已被列入《中国物种红色名录》。近年来由于过度捕捞，水电梯级开发等原因致使两种鱼类的生境不断破碎、萎缩，资源恢复和物种保护面临着巨大挑战。本研究基于2010年10月至2012年12月调查数据对长薄鳅和红唇薄鳅的资源现状、个体生物学特征、种群动态、鱼类早期资源和种群遗传结构进行了研究。论文主要研究结果如下:
　　1、研究区域共调查到鱼类102种，隶属于7目17科，物种数目与沱江的相似度最高，与金沙江的相似度最低，102种鱼类中20种为长江上游特有鱼类。研究区域物种数目与历史资料相比下降较多（38种），长薄鳅和红唇薄鳅的分布区域也已发生改变，长薄鳅分布于长江上游除沱江外的其它各水域;红唇薄鳅已难在金沙江、沱江和嘉陵江采集到样本。
　　2、长薄鳅和红唇薄鳅耳石、脊椎骨和鳃盖骨均具有较为明显的年轮特征，年龄的可判读率依次为耳石＞脊椎骨＞鳃盖骨，鳃盖骨相对较差，因此综合选择耳石作为两种鱼类的年龄鉴定材料。透射光下，两种鱼类的耳石横截面由明带和暗带相间组成，其中红唇薄鳅耳石存在普遍的原基分离现象。长薄鳅和红唇薄鳅的耳石年轮形成时间主要为3-6月。
　　1525尾长薄鳅样本由1-9龄9个年龄组组成，体长59-461mm(100-250mm占72.76％)，体重3.1-1333.7g(＜250g占90.43％);1658尾红唇薄鳅样本由2-7龄6个年龄组组成，体长70-166mm（90-130mm占3.12％），体重4.4-60.9g(10-30g占78.71％)。两种鱼类的生长参数如下:长薄鳅k=0.133/年、L∞=654.99mm、t0=-0.049、ti=8.42年;红唇薄鳅k=0.232/年、L∞=220.17mm、t0=-0.053、ti=4.67年。拟合的生长方程分别为:长薄鳅Lt=654.99(1-e-0.133(t+0.049)），红唇薄鳅Lt=220.17（1-e-0.232(t+0.053)。两种鱼类的生长特征差异较大，表现为长薄鳅生长速度较慢、L∞值相对较大、拐点年龄较高;红唇薄鳅生长速度较快、L∞值相对较小、拐点年龄较低。
　　长薄鳅胃含物共检出8类21种（属），红唇薄鳅共检出7类15种（属），两种鱼类均以小型鱼类、甲壳类、软体类和昆虫类为食，其中甲壳类和小型鱼类为长薄鳅的主要食物来源（重量百分比＞75％），钩虾和蜒科幼虫为红唇薄鳅的主要食物来源（重量百分比＞65％）。两种鱼类的食物组成多样性指数和均匀度指数属中等水平，优势种集中性较高，因此可初步判定长薄鳅为偏食较大型底栖动物的肉食性鱼类，红唇薄鳅为偏食较小型底栖动物的肉食性鱼类。
　　长薄鳅和红唇薄鳅雌雄性比分别为1.238∶1和1.222∶1，初次性成熟年龄分别为2.3龄和3.5龄，相应体长分别为175.40mm和123.04mm。成熟个体平均卵径分别为1433.40±236.20μm和1361.40±214.40μm，均属一次性产卵类型鱼类。长薄鳅绝对怀卵量和相对怀卵量分别为22484±6422粒和58.74±15.64粒/g，红唇薄鳅分别为4513±1411粒和161.6±26.2粒/g，长薄鳅和红唇薄鳅的繁殖时间集中在6-7月。
　　3、长薄鳅总死亡系数(Z)、自然死亡系数(M)、开发率(E)和开捕体长（Lc）分别为0.810、0.208、0.740和103.96mm，红唇薄鳅分别为1.580、0.393、0.750和91.75mm。根据体长股分析模型，2011年和2012年长薄鳅年均资源量(B)为8.00吨和8.09吨，最大可持续产量(MSY)为4.08吨和4.79吨，红唇薄鳅年均资源量(B)为2.63吨和2.39吨，最大可持续产量(MSY)为1.10吨和1.01吨。根据B-H动态综合模型，长薄鳅和红唇薄鳅当前开发率(0.740和0.750)均高于最佳渔业开发率(0.430和0.636)，显示两种鱼类均已处于过度捕捞状态。
　　4、2010-2012年江津江段长薄鳅和红唇薄鳅年平均产卵量为0.62×108ind和0.52×108ind。根据鱼卵发育时期和流速推算，长薄鳅核心产卵场主要为弥沱（弥沱镇—黄市坝）、榕山（铜车湾—楼坊头村）、合江下（茶息亭—赤水河口）和朱杨（朱杨溪—大堂河）4个;红唇薄鳅核心产卵场主要为泸州（桓子树—泸州城南）、上白沙（石鼻子村—鹿角树）、朱沱（龟剑滩—幺店子）和朱杨下（罗林村—二溪）4个。相关分析结果显示，两种鱼类产卵行为与水温和水位的变化存在显著相关关系(P＜0.05)。
　　5、采用线粒体DNA序列分析了长薄鳅8个群体176尾样本、红唇薄鳅4个群体146尾样本的遗传结构，长薄鳅和红唇薄鳅Cytb基因序列分别检出变异位点25和36个、单倍型25和39个，单倍型多样性(Hd)为0.60852和0.87008，核苷酸多样性(π)为0.00089和0.00337。控制区基因序列共检出变异位点50和56个、单倍型44和55个，单倍型多样性（Hd）为0.90709和0.97253，核苷酸多样性(π)为0.00315和0.00689，结果显示红唇薄鳅的遗传多样性较长薄鳅高。长薄鳅和红唇薄鳅单倍型网络结构图和NJ树均未显示与地理种群相关的信息。长薄鳅和红唇薄鳅群体间和群体内的分子变异方差分析结果表明:两种鱼类种群内的变异均大于种群间的变异，变异主要来自种群内部，群体遗传分化不显著(Fst＜0.05)，种群基因交流十分频繁(Nm＞1)。中性检验值Tajima'sD、FuandLi'sD*、FuandLi'sF*和单错配分布结果显示长薄鳅经历了最近的种群扩张事件，红唇薄鳅难以确定是否经历了最近的种群扩张事件。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 个体生物学

1．2 鱼类早期资源

1．3 种群动态

1．4 种群遗传

第2章 研究区域、对象、目的及意义

2．1 长江上游保护区

2．2 长江上游鱼类研究现状

2．3 薄鳅属鱼类研究现状

2．4 长薄鳅和红唇薄鳅概况

2．5 研究目的和意义

第3章 薄鳅属鱼类资源现状研究

3．1 材料与方法

3．2 研究结果

3．3 讨论

第4章 个体生物学研究

4．1 材料与方法

4．2 研究结果

4．3 讨论

第5章 种群动态研究

5．1 材料与方法

5．2 结果与分析

5．3 讨论

第6章 鱼类早期资源研究

6．1 材料与方法

6．2 结果与分析

6．3 讨论

第7章 种群遗传研究

7．1 材料与方法

7．2 结果与分析

7．3 讨论

结论与展望

8．1 鱼类资源

8．2 个体生物学

8．3 种群动态

8．4 鱼类早期资源

8．5 种群遗传

8．6 资源保护

参考文献

附录 图版

致谢

在读期间研究成果