中、日白姑鱼的形态学和遗传学研究

摘要

白姑鱼(Pennahia argentata)隶属于鲈形目(Perciformes)、石首鱼科(Sciaenidae)、白姑鱼属(Pennahia),为西北太平洋所特有的暖温性底层鱼类,分布于日本本州岛东北至中国广东海域,是我国重要的经济鱼种之一。本研究综合运用形态学及线粒体基因组比较等分析方法,探讨了中、日白姑鱼之间的差异程度和遗传分化。
　　 传统形态学方面,利用可量性状及可数性状共计22个形态参数,以单因子方差分析、主成分分析、聚类分析3种方法,对中国舟山近海、广州近海及日本伊势湾共3个白姑鱼群体的形态学差异进行了分析。3种方法分析结果基本一致,均显示3个群体间存在一定程度的分化,中、日白姑鱼群体间存在明显的差异。根据Mayr差异系数公式,计算了各群体间各对应可量性状差异程度的量化数值,用C.D≥1.28的亚种差异标准来衡量,其中有3项达到亚种上的差异标准。
　　 耳石形态学方面,本研究描述了中国广州近海和日本伊势湾的白姑鱼的耳石形态特征,并利用耳石形态的7个参数,以单因子方差分析、主成分分析两种方法进行分析,结果表明白姑鱼中日群体在耳石形态上存在较大的差异,在地理分布上存在一定程度的分化趋势。用C.D≥1.28的亚种差异标准来衡量,有4项达到亚种上的差异标准。
　　 遗传学方面,本研究设计了6对长距PCR引物和31对常规PCR引物,经扩增、测序并拼接,得到了中、日白姑鱼线粒体基因组全序列。中、日白姑鱼线粒体基因组长度分别为16491bp、16486bp,识别了22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个蛋白质编码基因和2个非编码区:控制区和轻链复制起始区,并确定了各基因在线粒体基因组上的排列位置。对各基因的编码链进行了定位,其中除了8个tRNA基因(tRNA-Pro、tRNA-Glu、tRNA-Ser、tRNA-Tyr、tRNA-Cys、tRNA-Asn、tRNA-Ala、tRNA-Gln)及1个蛋白质基因ND6基因为L链(L-Strand)编码外,其余28个基因皆由H链(H-strand)编码。对线粒体基因组全序列及其各片段的核苷酸组成分析表明:在白姑鱼线粒体基因组及其各组成片段上均出现了不同程度地反G偏倚现象,线粒体基因组全序列上所呈现的反G偏倚主要是由H链编码的蛋白质基因尤其是其第三密码子位点对碱基使用的偏好造成的。在中、日白姑鱼13个蛋白质编码基因中,起始密码子只出现一种类型ATG;但终止密码子却出现了TAG、AGA、TAA、TA和T五种类型。22个tRNA基因中,除了tRNA-Ser(AGY)外,其余的21个tRNA均可形成三叶草形二级结构。中、日白姑鱼控制区富含AT,在线粒体基因组中变异最大,在对控制区的分析中识别了终止序列区、中央保守区和保守序列区。
　　 基于多个线粒体DNA片段对中、日白姑鱼及几种石首鱼类的系统发育关系进行了分析,结果显示:利用多基因联合进行系统发育分析可以弥补单一基因由于功能、进化方式等方面的限制而带来的弊端,可较全面地揭示物种之间的系统关系。对白姑鱼线粒体基因组中各基因的进化速率进行了比较,结果表明:各基因进化速率为控制区＞蛋白质编码基因＞rRNA基因。基于细胞色素b20/4百万年分子钟计算,中、日白姑鱼间的分歧时间约为95万年,分化事件发生于更新世晚期(Late Pleistocene)。将基于细胞色素b基因与基于线粒体基因组全序列计算的遗传距离相比较显示:石首鱼类线粒体全序列的核苷酸分歧速率与细胞色素6全序列的水平大致相当。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1 遗传多样性及其研究方法

1.1 遗传多样性的常用研究方法

2 白姑鱼的研究概况

2.1 白姑鱼的形态特征

2.2 白姑鱼的生长繁殖特性

2.3 白姑鱼的种群分布特征

2.4 白姑鱼的生态特征

2.5 白姑鱼遗传学研究进展

3 鱼类线粒体基因组研究概述

3.1 鱼类线粒体DNA的结构组成及特性

3.2 鱼类mtDNA适于进行群体遗传学和系统学研究的特点

3.3 鱼类线粒体基因组研究应用现状

4 本论文的目的及意义

第二章 白姑鱼群体的形态学研究

1 白姑鱼群体形态学比较分析

1.1 材料与方法

1.2 结果与分析

1.3 讨论

2 白姑鱼群体耳石形态学比较研究

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第三章 中、日白姑鱼线粒体基因组全序列比较研究及系统分析

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 实验方法

2 结果分析与讨论

2.1 中、日白姑鱼mtDNA的PCR扩增结果

2.2 中、日白姑鱼mtDNA全序列比较分析

2.3 白姑鱼线粒体基因组碱基组成分析

2.4 白姑鱼线粒体基因组成与定位

2.5 白姑鱼线粒体基因组限制性内切酶酶切图谱分析

2.6 线粒体基因组中各类基因片段分析

第四章 结论

参考文献

致谢

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