鲳属鱼类的线粒体基因组演化及银鲳的遗传多样性分析

摘要

银鲳（Pampus argenteus）在中国各大海域（南海、东海、黄海及渤海）沿岸都广泛分布，但是随着捕捞量的逐年增加，消费需求的急剧增长，环境污染的不断恶化，银鲳野生资源量不断减少，可捕捞量呈显著下降的趋势。本研究测定和分析了银鲳的线粒体全基因组和鲳属鱼类的线粒体全基因组，开发了银鲳26个多态微卫星标记，从中我们筛选了15个多态微卫星标记分析中国沿海8个银鲳群体的遗传多样性。通过分析银鲳的线粒体全基因组结构和种群遗传多样性，可以更好的认识银鲳物种的进化潜力、种群遗传状况，为银鲳资源的保护和合理开发提供有力的理论支持，促进银鲳资源的可持续发展。
　　1.银鲳线粒体全基因序列的测定和结构分析
　　应用PCR直接测序的方法获得了银鲳（Pampus argenteus）的线粒体全基因组序列，银鲳线粒体全基因组序列全长为17098bp，主要包括2个非编码区（OL区和D-loop区），2个rRNA基因，23个tRNA基因和13个蛋白质编码基因。全基因组的碱基含量为 A30.35％，C25.55%，G15.28%，T28.82%，并且 A+T为59.17%，存在明显的AT偏好性。大都数基因都位于重链上，其中ND6和8个tRNA基因位于轻链上。ND6，COXI和ND4的起始密码子为GTG，大多数蛋白质编码基因的起始密码子是ATG。其中ND5，ND4和COXII的终止密码子为T，蛋白质编码基因的终止密码子主要类型为：AGA，TAG和TAA。随着银鲳资源的日渐减少，银鲳线粒体全基因的测定将有利于银鲳物种资源的保护，同时也有利于鲳属鱼类的分子进化分析和物种鉴定。
　　2.鲳属鱼类线粒体全基因组序列的测定和结构分析
　　在本次研究中，将线粒体全基因组作为分子标记来研究5种鲳属鱼类的系统发育关系。五种鲳属鱼类的线粒体全基因组长度在16535到18062之间，灰鲳、翎鲳和中国鲳分别含有22个tRNA基因，而银鲳和珍鲳则分别含有23个tRNA基因。在线粒体全基因组组成上，珍鲳有2个D-loop区，而其余4种鲳属鱼分别只有1个D-loop区。结构分析发现，珍鲳在16S rRNA–tRNAIle区域发生了ND1的重排，并且出现了额外的tRNAPro和D-loop区。根据五种鲳属鱼类的线粒体基因组全序列、两个rRNA基因（16S rRNA和12S rRNA）和13个蛋白质编码基因，分别构建NJ进化树。根据NJ系统发育树可知，基于这三者构建的系统发育树是完全一致的：灰鲳和翎鲳聚为一支，是一对姐妹种；中国鲳单独形成一个进化支，并且相对于珍鲳和银鲳而言，中国鲳与翎鲳和灰鲳的亲缘关系较近；银鲳和珍鲳聚为一支，互为姐妹种。
　　3.银鲳26对多态微卫星引物的开发及其跨种扩增
　　本研究采用磁珠富集法共开发了26对多态微卫星引物。共获得349个等位基因，每个位点的等位基因数为4个到22个不等，等位基因大小在60bp-366bp之间。每个位点的多态信息含量（PIC）为0.565-0.924之间，观测杂合度在0.267-1.000之间，期望杂合度在0.633-0.929之间。这26对多态性微卫星引物可以对珍鲳进行有效的扩增，可以研究珍鲳的遗传多样性和物种进化。
　　4.基于微卫星分析银鲳8个群体的遗传多样性
　　本研究，共选取了13个多态性微卫星标记，对8个银鲳群体的遗传多样性和种群结构进行分析。在8个群体中共检测到1706个等位基因，不同引物获得的等位基因数为6～22个不等。平均等位基因数最高的为LS群体（Na=15.200），最低的是HK群体（Na=13.000）。8个银鲳群体的平均期望杂合度（He）都大于平均观测杂合度（Ho），这一结果表明：8个银鲳群体内部存在着杂合子的缺失现象。8个群体的平均多态信息含量在0.854～0.879之间，哈温平衡P值偏低，平均近交系数（Fis）值的范围在0.290～0.426之间。AMOVA分子方差分析表明：95.66%的变异来自银鲳群体内部，银鲳群体间的变异只占4.34%。对8个银鲳群体的遗传瓶颈效应进行显著性检测发现：SD群体和DT群体在历史上经历过瓶颈效应，推测可能是水体污染和人类过度捕捞导致的。

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第一章 引 言

1.1 银鲳的简介及研究概况

1.2 鱼类线粒体基因组的结构特征及其研究意义

1.3 微卫星标记

1.4 本研究的目的与意义

第二章 银鲳线粒体全基因序列的测定和结构分析

2.1 材料和方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第三章 鲳属鱼类线粒体全基因组序列的测定和分析

3.1 实验材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第四章 银鲳26对多态微卫星引物的开发及跨种扩增

4.1 实验材料与方法

4.2 结果与讨论

第五章 基于微卫星分析银鲳8个群体的遗传多样性

5.1 实验材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 讨论

小结

参考文献

附录

致谢