牙鲆群体遗传多样性及鲽形目鱼类系统关系分析研究

摘要

本实验利用AFLP技术研究了4个野生牙鲆地理群体及野生牙鲆与养殖牙鲆的遗传多样性。并且通过对核糖体18SrDNA和ITS1测序，一方面研究了ITS1作为分子标记分析牙鲆群体水平上遗传多样性的可行性，另一方面分析了鲽形目9种鱼之间的系统进化关系。 1采用7对AFLP选择性引物组合分析了牙鲆4个不同地理群体110个个体的遗传结构差异和遗传变异水平。共得到775个位点，其中多态位点数为452，比例为58.32％。计算4个群体的遗传相似性系数，其中中国威海群体群体(W群体)群体内遗传相似度最低，为0.9035；中国福建群体(F群体)次之，为0.9067；然后是日本群体(J群体)，为0.9088，最高的是韩国群体(K群体)，为0.9131。这说明W群体具有最高的群体内遗传多样性，K群体具有最低的群体内遗传多样性，F、K群体位于二者之间。从群体间遗传距离来看，W群体和F群体间的距离最大为0.0747，而W群体与K群体间的距离最小为0.0613。这说明W群体和F群体间遗传差异最大，W群体与K群体间遗传差异最小。4个群体的遗传分化指数为0.3565，说明4个群体的遗传结构出现了一定程度的分化。因此，如果威海群体想引种，最好是引进福建群体来提高牙鲆养殖群体的遗传多样性。 2分析比较了荣成野生群体和养殖群体的遗传多样性。养殖群体的群体内遗传相似度为0.90，高于野生群体0.89，而平均杂和度养殖群体是0.1093，低于野生群体的0.1225，这说明养殖群体的遗传多样性水平相对于野生群体已有所下降，可能的原因是由于亲本数量有限造成了养殖群体遗传多样性水平的下降。两个群体的扩增位点数在不同显性频率区间内的分布表明两个群体的遗传结构很相似。考量两个群体遗传变异的来源，有89.21％来源于群体内，只有10.79％来源于群体间。这可能由于Y群体是R群体的子一代，还没有形成自己独立的遗传结构。 3利用根据虹鳟保守序列设计的引物扩增得到了牙鲆完整的ITS1序列，片断长度在750bp左右，其G+C含量高于60％，而A+T含量低于40％，这说明牙鲆的ITS1是一段高G-C含量的序列。ITS因其协同进化而使各个重复单元趋于一致，所以经常被用于分析群体的遗传多样性。本实验分析了牙鲆不同个体以及不同克隆ITS1序列(共23个序列)的差异，通过序列比对可以发现，牙鲆的ITS1不仅存在个体间差异，还存在着个体内差异。不同克隆间的序列差异主要表现为微卫星的插入和缺失，而不同个体间的差异除了微卫星的插入和缺失外，还存在比较多的碱基替换。采用Kimura-2-Parameterdistance双参数模型计算不同个体间与不同克隆间的距离，23个牙鲆ITS1序列中的最大差异存在于W3与J1、K3之间，均为0.0059。结果还发现，个体与同一个体不同克隆间的距离差异和个体与个体间的距离差异相当。如W2个体与J2个体间的距离为0.0014，与K1个体间的为0.0027，与W51克隆间的距离为0.0014，与W53克隆间的距离也达到0.0027。利用MEGA软件构建了这23个序列的系统关系树，聚类结果并没有显示一个个体的不同克隆先聚为一起，然后跟其它个体的不同克隆再聚为一起，最后跟不同的个体聚为一起这样一个顺序，这说明不同的个体与一个个体的不同克隆间的差异程度是相当的。从而本实验认为，ITS1不适合作为牙鲆种群遗传多样性研究的分子标记。 4通过对鲽形目9种鱼类的ITS1和18srDNA片段的克隆测序，初步构建了鲽形目鱼类的系统进化树。9种鱼的18srDNA片段长度均在1800bp左右，序列长度差异较小，发生变异的位点仅有9.75％，而其中7种鱼的ITS1片段长度差异比较大，从566bp到762bp不等，发生变异的位点高达68.5％，这从一个方面验证了生物的核糖体DNA编码区的进化速率明显低于非编码区。根据ITS1、18srDNA和ITS1+18srDNA片段分别计算不同鱼之间的遗传距离，均发现了与传统的科间距离大于科内距离的规律相悖的现象，如根据18SrDNA得到的9种鱼之间的距离中，距离最大的是同属于鲽科的木叶鲽和星鲽之间为0.0594，最小的是属于鲽科的高眼鲽与属于鳎科的条鳎以及条鳎与石鲽之间为0.0011。而以此构建的系统树也出现了混杂聚类的现象，如在根据18SrDNA构建的系统树中，属于鲽科的高眼鲽、木叶鲽和星鲽，同属于鳎科的条鳎和塞内加尔鳎并没有聚在一起，而是属于鲽科的高眼鲽与属于鳎科的条鳎先聚为一起，另外还有塞内加尔鳎和星鲽也首先聚为一支，这是与形态学分类相悖的。

目录

引言

前言

第一节海洋生物遗传多样性

第二节分子标记在生物多样性研究中的应用

第一章牙鲆不同地理群体间的遗传多样性分析

第一节前言

第二节实验材料和方法

第三节实验结果

第四节讨论

第二章牙鲆野生群体与养殖群体的遗传多样性分析

第一节前言

第二节实验材料和方法

第三节实验结果

第四节讨论

第三章牙鲆转录间隔区1(ITS1)克隆和序列分析

第一节前言

第二节实验材料和方法

第三节实验结果

第四节讨论

第四章9种鲽形目鱼类核糖体18SrDNA和ITS1序列及分子系统学研究

第一节前言

第二节实验材料和方法

第三节实验结果

第四节讨论

结论

参考文献

致谢