四个湖泊刀鲚和三种沼虾的系统学研究

摘要

本研究选择了我国易危经济鱼种--刀鲚(Coilia ectences)和我国经济虾种--罗氏沼虾((Macrobrachium rosenbergii)、日本沼虾(M nipponense)和祁连沼虾(M qilianensis)为研究对象展开系统学研究。针对洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖四个湖泊中的刀鲚群体采用分子生物学技术研究群体间变异及分化，为相关职能部门提供基础分子生物学参数；研究该物种的系统地理学和群体历史。刀鲚的微卫星引物尚未被开发，本研究针对这问题运用生物素标记结合磁珠富集法开发了16对微卫星引物，为日后的刀鲚研究工作奠定基础。同时，针对三种沼虾的遗传差异，确立三者在长臂虾科分类学地位，以期为资源管理及可持续利用作出贡献。论文主要分为两个部分：
　　 1.刀鲚隶属于鲱形目鳀科鲚属，是我国长江流域重要的经济鱼类。近年来由于过度捕捞和水利工程，该物种处于濒危状态。以同为鲚属的七丝鲚为外类群，选择线粒体d-loop基因和cytb基因为遗传标记，运用分子系统学方法对长江流域洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖四个淡水湖泊群体79尾样本进行。主要研究结论如下：
　　 1)四个湖泊刀鲚样本线粒体控制区中存在长度异质性，主要差异在于以38bp为单位的4-7个拷贝重复序列。
　　 2)基于线粒体控制区序列分析，通过构建NJ、MP和ME系统发育树，得到四个湖泊刀鲚群体间系统发育关系为：主要分为四枝，但不呈现地理结构。88.89％的洞庭湖群体个体在最早分化的一枝中出现，且在最晚分化的枝中未发现。可见洞庭湖群体相较其它三个群体进化早。
　　 3)四个湖泊刀鲚群体的d-loop和cytb两个基因分析对79尾样本分别定义了70和30个单倍型，单倍型多样度高。
　　 4)鄱阳湖群体在四个湖泊群体中具有最高的遗传多样度和单倍型多样度，相比较而言，太湖群体则最低。
　　 5)四个湖泊刀鲚形成星状系统发育谱系，显示该物种过去经历了种群扩张。
　　 6)刀鲚的起源可能是在长江水系的中游地区，其生活形态据推测由长江中游下降至近海地区摄食，再沿长江上溯回到干流及其附属湖泊产卵。
　　 2.罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)和日本沼虾(M nipponense)已经在我国得到广泛的养殖，产生巨大的经济效益。祁连沼虾(M qilianensis)是自然分布在我国甘肃省的土著虾种，因其外部形态符合沼虾属的特征，而被前人归入沼虾属。
　　 我们对这3种沼虾的线粒体COⅠ基因序列进行研究，从甘肃、浙江等地分别采集这三种沼虾的样本各10尾，共30尾，其中祁连沼虾是野生样本，而罗氏沼虾和日本沼虾都是养殖样本。主要研究结论如下：
　　 1)在30个样本COⅠ基因序列中共检测到169个变异位点，占总变异的26.04％;共检测到7种单倍型。
　　 2)3种沼虾的核苷酸多态性分别为：罗氏沼虾0.411％、日本沼虾0.092％、祁连沼虾0.031％。野生的祁连沼虾遗传多样性远远低于养殖的罗氏沼虾和日本沼虾。
　　 3)三种沼虾单倍型之间的Kimura双参数遗传距离在19.87％～23.84％，三者之间的遗传距离较大，提示三者均为有效种。
　　 4)用NJ法构建的长臂虾科的分子系统树显示：日本沼虾和罗氏沼虾与沼虾属的其它种类聚成一枝，而祁连沼虾与同亚科的脊尾白虾(Exopalaenon carinicauda)和长角长臂虾(Palaemon debilis)较沼虾属另10种虾的遗传距离近，即祁连沼虾与白虾属及长臂虾属聚成另一枝。因此，COⅠ序列的结果不支持祁连沼虾归入沼虾属。

目录

文摘

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引言

第一章 基于线粒体D-loop区序列的四个湖泊刀鲚遗传多样性分析

1.1 材料与方法

1.1.1 实验材料

1.1.2 刀鲚DNA提取

1.1.3 线粒体控制区片段PCR扩增、产物纯化及测序

1.1.4 数据分析

1.2 结果

1.2.1 D-loop基因结构分析

1.2.2 D-loop基因的序列多态性分析

1.2.3 四个湖泊刀鲚群体间系统发育分析

1.2.4 四个湖泊刀鲚群体遗传结构

1.3 讨论

1.3.1 刀鲚线粒体控制区结构

1.3.2 刀鲚遗传变异

1.3.3 群体扩张和基因交流

1.3.4 刀鲚的起源

第二章 基于线粒体cytb基因探讨四个湖泊刀鲚遗传分化

2.1 材料与方法

2.1.1 实验材料

2.1.2 刀鲚DNA提取

2.1.3 线粒体Cytb基因片段PCR扩增、产物纯化及测序

2.1.4 数据分析

2.2 结果

2.2.1 Cytb基因的核苷酸组成

2.2.2 Cytb基因的序列多态性分析

2.2.3 Cytb基因遗传距离和系统树

2.2.4 刀鲚种群动态历史

2.3 讨论

2.3.1 刀鲚遗传多样性

2.3.2 刀鲚群体历史

第三章 三种沼虾的线粒体COI基因序列变异及其分类地位探讨

3.1 材料与方法

3.1.1 实验材料

3.1.2 基因组DNA的提取

3.1.3 线粒体COI基因片段的扩增

3.1.4 DNA序列测定

3.1.5 数据分析

3.2 结果

3.2.1 三种沼虾的COI基因片段序列特征

3.2.2 三种沼虾的遗传变异和多样性分析

3.2.3 基于COI基因的长臂虾科遗传变异和进化分析

4.3 讨论

参考文献

附录 硕士期间所参与的科研项目及发表论文

致谢