基于线粒体控制区和微卫星标记探讨秦岭细鳞鲑物种有效性

文章基于线粒体控制区基因序列和微卫星标记比较秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis Li)、黑龙江流域的尖吻细鳞鲑(Brachymystax lenok Pallas)和钝吻细鳞鲑(Brachymystax tumensis Mori)的分子遗传差异,为澄清其分类地位争议提供分子证据。结果表明:(1)扩增217个样本的mtDNA D-loop区序列,共获得45个单倍型,类群间无共享单倍型;基于单倍型构建的系统进化树显示三个细鳞鲑类群呈独立的支系;(2)基于14个呈多态性位点的遗传分化结果表明,秦岭细鳞鲑与尖吻或钝吻细鳞鲑之间的遗传距离均大于尖吻细鳞鲑和钝吻细鳞鲑之间的遗传距离;(3)基于线粒体D-loop和多态性微卫星位点计算出的遗传分化系数(F_ST)都远高于0.25表明三个类群间的遗传分化程度极高。这些结果表明,秦岭细鳞鲑与黑龙江流域细鳞鲑之间遗传分化程度高,结合前期发现秦岭细鳞鲑与黑龙江细鳞鲑类群有明显形态分化的研究结果及它们之间地理隔离已久的现状,研究初步判定秦岭细鳞鲑为独立物种,并建议以Brachymystax tsinlinge...     

秦岭细鳞鲑群体遗传结构

秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)是秦岭地区特有鱼类,近年来由于环境恶化及人类活动的加剧,已对其造成严重影响,种群处于濒危状态,因此研究秦岭细鳞鲑的群体遗传结构、演化历史、分布动态等对其进行有效保护具有重要意义。本研究用线粒体D-loop区序列对秦岭地区6个群体(n=112)进行了遗传结构和群体演化分析。D-loop区扩增出的891bp序列在112个个体中,检测到42个变异位点,共26个单倍型;碱基序列总的单倍型多样度较高为0.883,核苷酸多样度为0.00799。AMOVA分析显示,60.05%的分子差异位于群体内,39.95%的分子差异位于群体间,Fst值统计检验表明,除那布大河群体与漳河群体和千河群体之间差异不显著之外,其余两两群体之间Fst值统计检验均为显著。系统树和单倍型网络图分析表明,6个地理群体的单倍型按照渭河上游和渭河中游两个河段形成两个大的类群,且5个群体共享一个单倍型H2,表明这些群体具有相同的演化历史,为同一个祖先群体演化而来。中性检验和歧点分布显示,秦岭细鳞鲑种群大小保持相对稳定,未经历明显的种群扩张。同时建议将渭河上游秦岭细鳞鲑群体作为一个整体进行重点保护。     

秦岭细鳞鲑人工繁育群体与野生群体遗传变异分析

研究利用线粒体DNA(细胞色素b基因序列和D-loop区序列)序列对秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)野生群体和人工繁育群体的种群遗传结构进行了分析。结果表明,在86个个体扩增出的线粒体D-loop区730 bp片段中,A+T含量(63.5%)明显高于G+C含量(36.5%)。Cyt b基因序列扩增1141 bp,A+T含量(52.8%)明显高于G+C含量(47.2%)。野生群体43个个体共检测到18个单倍型,繁育群体43个个体中共检测到24个单倍型,两个群体共享8个单倍型;秦岭细鳞鲑野生群体的单倍型多样性和核苷酸多样性(h=0.907±0.026;π=0.00287±0.00074)低于繁育群体(h=0.917±0.035;π=0.00349±0.00083),AMOVA分析显示,98.37%的分子差异位于群体内,1.63%的分子差异位于群体间,两群体之间的遗传分化水平较低(Fst=0.01631,P=0.1075;Nm=30.16)。采用邻接法构建的系统发育树和单倍型网络图分析表明,各群体内的个体不形成单系群,两者之间互有交叉。总之,秦岭细鳞鲑野生群体与繁育群体之间基因交流充分,未出现遗传分化。     

中哈边境区域黑腿星翅蝗遗传多样性与遗传分化研究

【目的】为了明确中哈边境区域黑腿星翅蝗Calliptamus barbarus Costa的遗传多样性,阐明其区域性发生的遗传机制。【方法】测定中哈边境新疆边境区域阿勒泰、塔城、博乐、伊犁等和哈萨克斯坦境内黑腿星翅蝗5个种群100个体的COⅠ基因全长序列(1 540 bp),利用DnaSP 5.0,MEGA 6.0和Arlequin3.5等软件分析种群遗传多样性与分化情况。【结果】共获得100条COⅠ基因序列,在5个地理种群中发现122个变异位点,包含69个单倍型,其中1个单倍型为4个种群所共享。种群间的遗传距离范围为0.001-0.086。总群体单倍型多样性指数H_d=0.987,各地理种群单倍型多样性介于0.973-0.995之间,总群体核苷酸多样性P_i=0.008 4,总群体的遗传分化系数G_(st)=0.004 5,总群体固定系数F_(st)=0.014 2,总基因流N_m=4.61。中性检验(Tajima's D=-1.553 3,P0.05;Fu’s Fs=-3.732 4,P0.05)结果表明中哈边境黑腿星翅蝗种群在较近的历史上没有出现群体扩张。单倍型网络图和NJ单倍型系统树结果一致,博乐种群与其他种群分化较明显,AMOVA分子变异分析结果表明中哈边境不同地理种群黑腿星翅蝗的遗传分化主要来自种群内部(98.56%),种群间变异水平很低(1.44%)。不同地理种群的遗传距离与地理距离间的相关性不显著。各单倍型散布在不同地理种群中,未形成明显的系统地理结构。【结论】中哈边境区域不同地理种群黑腿星翅蝗基因交流频繁,遗传分化程度低。     

基于cyt b基因的长江中上游大鳞马口鱼遗传多样性及谱系生物地理学过程分析

以线粒体cyt b基因为分子标记,对长江上游干流及汉江等9条支流13个地理种群的大鳞马口鱼Opsariichthys macrolepis Yang et Huang进行遗传多样性及种群历史动态分析,并探讨其谱系生物地理学过程。结果显示,414尾大鳞马口鱼样本中共检测到79个单倍型,整体的单倍型多样性(h=0.930 1)和核苷酸多样性(π=0.129 421)均较高。基于单倍型构建的最大似然树和贝叶斯树显示,所有单倍型分为2个谱系(A和B),谱系A分布于中游支流汉江、清江,谱系B分布于长江上游干支流及沅江,表现出东-西方向的空间差异。分子钟估算显示,2个谱系于早更新世(～1.34 Ma)分化。不同地理种群间的遗传分化指数为-0.016 24～0.998 27,除个别种群外,多数地理种群呈现高度分化,说明种群间存在显著的遗传隔离。空间分子方差分析显示,大鳞马口鱼种群具有一定的遗传结构,特别是老鹤河、任河、清江地理种群分化显著。贝叶斯天际线分析显示,大鳞马口鱼各地理种群的扩张和收缩时间为0.01～0.04 Ma,可能与冰期-间冰期旋回有一定关联。推测青藏高原的隆升以及更新世冰期的更迭对长江中上游大鳞马口鱼的遗传分化以及种群动态产生了重大影响。     

基于线粒体COⅡ基因序列的中华蜜蜂地理种群的遗传多样性研究

通过分析我国20个不同地理种群中蜂线粒体COⅡ序列的变异,对中华蜜蜂群体遗传分化程度遗传多样性进行全面研究。结果表明:COⅡ基因部分序列中共发现16个变异位点和18个单倍型,核苷酸差异数的平均值为0.939,核苷酸分歧度(Dxy)在0.1%~0.965%之间变化,核苷酸遗传距离为-0.007%~1.489%。总种群的Fst为0.4978,差异均极显著(P0.001)。研究结果显示种群总体单倍型多样性较为丰富,种群间核苷酸分歧度差异很大。20个东方蜜蜂不同地理种群间存在显著的遗传分化。     

基于线粒体Cyt b基因的中国南方唇(Hermibarbus labeo)和间(Hermibarbus medius)种群分化及亲缘地理研究

为了解中国南方唇(Hermibarbus labeo)和间(Hermibarbus medius)的种群分化、亲缘地理格局及物种有效性,作者对唇8个水系及间9个水系共148尾样本的Cyt b基因全序列进行了测定。在所有序列中,共有128个变异位点,共检测出了41个单倍型,单倍型多样性为0.954,核苷酸多样性为0.02153。基于Cyt b基因全序列构建的NJ树显示,中国南方的唇与间合聚为两大支,其中韩江和九龙江的全部唇样本组成了Ⅰ支,而其他水系的唇和间样本则组成了Ⅱ支。两支系间的遗传距离为5.1%,而唇和间之间的遗传距离为3.2%。现有证据不支持间与唇达到种一级的分化。单倍型网络图显示,韩江、九龙江种群和其他水系的种群分化较大;海南岛三大水系种群和漠阳江种群的单倍型分支与代表珠江水系单倍型的分支之间的亲缘关系较近,与其他地理区间种群的亲缘关系则相对较远;西江可能为珠江水系、漠阳江水系和海南岛三大水系间种群的扩散中心,其中一支往东向北江和东江扩散;另一支往南向海南岛扩散,海南岛三大水系种群尔后在冰期海退时向北扩散至漠阳江水系及珠江水系。AMOVA分析表明,唇和间地理区之间变异约占54.50%,地理区内种群间变异约占18.64%,种群内的变异占26.86%,这说明,唇和间种群Cyt b的遗传分化主要是来自地理区之间。错配分析及中性检验显示,全部种群、唇种群、间种群在历史上均没有发生过明显的扩张,两个mt DNA支系亦未发生过扩张,而海南岛的昌化江种群曾发生过种群扩张。     

迁飞性昆虫甜菜夜蛾遗传分化研究

【目的】甜菜夜蛾Spodoptera exigua逐渐成为世界性重要害虫,为明确甜菜夜蛾不同地理种群的遗传分化及遗传多样性,本研究探讨其在中国的种群遗传变异。【方法】测定了采自15个地理种群154个甜菜夜蛾的线粒体COⅠ基因的547 bp序列,利用DnaSP 5.0、Arlequin 3.5.1.2等软件对甜菜夜蛾不同种群间的遗传多样性、遗传分化及分子变异进行分析,并建立单倍型系统进化树。【结果】在所分析的154个COⅠ序列中,共检测出5个单倍型,其中H1为各种群所共享种群内遗传多样性较低(Hd=0.172±0.041,Pi=0.00077±0.0002),种群内遗传分化相对较大(FST=0.3182),基因流水平较高(Nm=1.071)。中性检验结果不显著(Tajima’s D=-1.278,P0.10,Fu’s Fs=-1.660,P0.10),说明中国地区甜菜夜蛾在较近的历史时期内没有出现种群扩张现象。分子变异分析(AMOVA)结果表明,甜菜夜蛾遗传变异主要来自种群内部(68.18%),而种群间未发生明显的遗传分化。根据各地理种群的单倍型建立的系统发育树表明,各单倍型散布在不同的地理种群中,无明显的地理分布格局。【结论】甜菜夜蛾不同种群的遗传距离与地理距离间无显著线性相关性,不同种群间的基因交流不受地理距离的影响。这些数据表明,除了遗传因素之外,不同因素的组合,例如地理距离、环境条件和生理行为,可能在甜菜夜蛾种群内和之间形成变异中起重要作用。     

基于线粒体COI序列变异的高原鼢鼠种群遗传分化研究

基于线粒体COI基因序列对高原鼢鼠7个地理种群的遗传多样性、遗传分化和基因流进行分析,158条COI基因序列中发现了570个变异位点,界定了54个COI单倍型。总体单倍型多样性指数Hd为0.911,种群单倍型多样性在0.278—0.964之间,高原鼢鼠的种群遗传多样性较高。群体总的遗传分化系数Fst为0.611,群体间的基因流Nm在-0.020—3.700之间,部分地理种群之间的遗传分化程度高,基因流弱。AMOVA分子变异分析显示,高原鼢鼠的遗传变异主要来自种群之间(77.56%),种群内部的遗传变异较低(22.44%)。中性检验(P0.01)与错配分析显示高原鼢鼠种群经历了群体扩张事件。IBD未检测到地理距离与种群间遗传距离的显著性相关关系(R2=0.124,P=0.118)。综合分析认为,高原鼢鼠不同地理种群间遗传分化的原因除地理隔离外,还与迁移扩散方式、进化过程和其他环境因素有关。     

基于线粒体COⅡ基因的大豆蚜不同地理种群遗传分化研究

【目的】大豆蚜Aphis glycines逐渐成为栽培大豆上的世界性重要害虫,为明确大豆蚜不同地理种群的遗传分化及遗传多样性,本研究探讨其在中国的种群遗传变异。【方法】测定了采自7个省共14个地理种群339头大豆蚜的线粒体COⅡ基因的673 bp序列,利用Dna SP 5.0、Arlequin 3.5.1.2、Network4.6.1.3等软件对地理种群间的大豆蚜的遗传多样性、遗传分化程度及分子变异进行分析,并建立了单倍型网络图及单倍型系统进化树。【结果】在所分析的339个COⅡ序列中,共检测出7个单倍型,其中H1为各种群所共享。种群内遗传多样性较低(Hd=0.479±0.030,Pi=0.00166±0.00018),种群内遗传分化相对较大(Fst=0.1985),基因流水平较高(Nm=2.019)。中性检验结果不显著(Tajima’s D=﹣0.931,P>0.10,Fu’s Fs=0.220,P>0.10),说明中国地区大豆蚜在较近的历史时期内没有出现种群扩张现象。分子变异分析(AMOVA)结果表明,大豆蚜遗传变异主要来自种群内部(80.15%),而种群间未发生明显的遗传分化。根据各地理种群的单倍型建立的系统发育树、单倍型网络图表明,各单倍型散布在不同的地理种群中,无明显的地理分布格局。【结论】大豆蚜不同地理种群的遗传多样性不高,各种群的遗传距离与地理距离之间没有显著线性相关性,各种群间的基因交流并未受到地理距离的影响。     

Amplification of rainbow trout microsatellites in Brachymystax lenok

Brachymystax lenok is a cold freshwater fish accustomed to inhabit relatively high concentration of dissolved oxygen and clean upper streams. Here we present 13 polymorphic microsatellite primer pairs from rainbow trout to amplify in 32 B. lenok individuals from Ussuri River of China. The number of alleles ranged from two to seven with an average of 3.9 per locus. Observed heterozygosity ranged from 0.0625 to 0.9677. One locus showed significant deviation from Hardy-Weinberg equilibrium. These 13 loci will provide a good basis for investigation of B. lenok population structure and genetic diversity in different distribution region.     

Effect of photoperiod manipulation on the growth performance of juvenile lenok,Brachymystax lenok (Pallas, 1773)

The effect of four different light regimes on growth was studied in lenok, Brachymystax lenok. Fish with average weights of 5.5 g were subjected to four different photoperiods (0L:24D, 6L:18D, 12L:12D and 24L:0D) for 35 days. The specific growth rate (SGR) of lenok in 24‐h darkness had a significantly higher SGR than those in the continuous light regime (P < 0.05); however, there was no significant difference among fish exposed to 6L:18D, 12L:12D and 24L:0D photoperiods. There was a tendency for higher food intake over the light period extension from 0L to 24L, and feed intake was significantly higher in the continuous light group than in 24‐h darkness (P < 0.05). No significant difference in feed conversion efficiency (FCE) was observed between fish exposed to 0L:24D and 6L:18D photoperiods, however, the FCE in both photoperiods was significantly higher than that in the other two groups. The final survival rate of juveniles varied from 79.67 to 95.33%, with significant differences among experimental groups. Fish tested in continuous illumination spent much more energy on respiration and excretion while depositing less energy for growth than in the other photoperiods. In contrast, fish in 24‐h darkness deposited more energy for growth and spent less energy on respiration and excretion. Results show that photoperiod manipulation can affect growth, and that a continuous dark regime could improve growth in lenok at this stage of development.     

不同流域细鳞鱼染色体遗传多态性分析

细鳞鱼Brachymystax lenok属鲑形目(Salmoniformes)、鲑科(Salmonidae)、细鳞鱼属(Brachymystax);地方名为细鳞鱼(东北地区),该鱼在我国东北地区的乌苏里江、鸭绿江、牡丹江、松花江等流域广泛分布[1-3].     

细鳞鲑细菌性败血症病原菌的分离鉴定及药敏实验

从21尾患病细鳞鲑Brachymystax lenok体内分离到1株致病菌,经分离培养、生化鉴定、16S r DNA序列分析及人工感染实验,确定该病原菌为嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila。采用26种抗菌药物进行药敏分析,结果发现,分离菌株对氨苄西林、头孢呋辛钠、卡那霉素等10种抗生素敏感;对羧苄西林、头孢噻肟、环丙沙星、新霉素等9种抗生素中度敏感;对大观霉素、诺氟沙星、四环素等7种药物耐受,为细鳞鲑细菌性疾病的防控提供了重要依据。     

秦岭细鳞鲑耗氧率和窒息点的初步研究

对两种不同体重规格的秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)的耗氧率、耗氧量及窒息点进行了测定,结果表明,秦岭细鳞鲑的耗氧率随温度的升高而增加,随体重的增加而减小;耗氧量和窒息点随温度的升高和体重的增加而增加。温度在10~18℃范围内,平均体重25.15 g的秦岭细鳞鲑的平均耗氧率为1.113 mg/g.h,平均耗氧量为9.244 mg/尾.h;平均体重45.93 g的秦岭细鳞鲑平均耗氧率为0.856mg/g.h,平均耗氧量为13.104 mg/尾.h。在10~20℃温度范围内,体重15.30 g的秦岭细鳞鲑,窒息点为(1.487±0.04)mg/L,平均体重48.36 g的秦岭细鳞鲑窒息点为(1.830±0.03)mg/L。在同一适温(14℃)条件下,秦岭细鳞鲑耗氧率呈明显的昼夜变化规律,夜间耗氧率明显大于白天。     

A description of the new species of Tetraonchus strelkowi sp.n. (Monogenea: Tetraonchidae) from gills of the lenok (Brachymastix lenok) from the Tola river (Mongolia)

Tetraonchus strelkowi sp. n. described from gills of the lenok Brachymastix lenok from the Tola river (Mongolia) differs from T. roytmani by morphometric characteristics of the haptor and copulatory complex.     

Structural and functional characterization of CATH_BRALE,the defense molecule in the ancient salmonoid,Brachymystax lenok

Thick-lipped lenok, Brachymystax lenok is one of the ancient fish species in China and northeast Asia countries. Due to the overfishing, the population of lenok has been declined significantly. Cathelicidins are innate immune effectors that possess both bactericidal activities and immunomodulatory functions. This report identifies and characterizes the salmonoid cathelicidin (CATH_BRALE) from this ancient fish. It consists of open reading frame (ORF) of 886 bp encoding the putative peptide of 199 amino acids. Sequence alignment with other representative salmonid cathelicidins displayed two distinctive features of current lenok cathelicidin: high level of arginine, resulting in high positive charge and glycine residues, which is significantly different from most acknowledged types of cathelicidins; and the six-amino-acid tandem repeated sequence of RPGGGS detected in a variable number of copies among fish cathelicidins, suggesting the existence of a genetically unstable region similar to that found in some mammalian cathelicidins. Expression of CATH_BRALE is predominantly found in gill, with lower levels in the gastrointestinal tract and spleen. The homology modeled structure of CATH_BRALE exhibits structural features of antiparallel β-sheets flanked by α-helices that are representative of small cationic cathelicidin family peptides. CATH_BRALE possesses much stronger antimicrobial activity against gram-negative bacteria than that of the human ortholog, LL-37. The growth of two typical fish bacterial pathogens, gram-negative bacterium of Aeromonas salmonicida and Aeromonas hydrophila was substantially inhibited by synthetic CATH_BRALE, with both MICs as low as 9.38 μM.