长江中游水系鲢和草鱼群体mtDNA遗传变异的研究

采用PCR技术进行了长江中游鲢和草鱼四个地理群体的线粒体DNA（mtDNA)限制性片段长度多态性（RFLP）的研究。四个地理群体包括长江中游的湖北嘉鱼和江西瑞昌两个地理群体,长江中游的两大支流江汉和湘江群体。PCR技术扩增出mtDNA ND5-ND6基因,选用10种限制性内切酶对PCR产物进行酶切。从鲢中共检出18种单倍型,在草鱼中没有发现多态现象,只有一种单倍型存在。进一步地证实了长江鲢的遗传多样性比草鱼的要丰富得多,与这两种鱼类在长江现有生物量成反比的反常现象。     

草鱼野生群体遗传变异的微卫星分析

利用12个微卫星标记, 对来自长江水系(邗江、吴江、九江、石首、木洞和万州)、珠江水系(肇庆)和黑龙江水系(嫩江)的8个草鱼野生地理群体进行了遗传多样性及遗传结构等分析。遗传多样性分析显示, 12个微卫星位点均为高度多态位点(PIC=0.755~0.930), 8个草鱼野生群体显示出较高的遗传多样性水平(Ho=0.839~0.893), 其中长江水系的6个群体和肇庆群体的多样性水平高于嫩江群体。瓶颈效应分析显示, 嫩江、肇庆群体及2个长江上游群体(木洞、万州)近期出现了瓶颈效应, 群体数量发生下降。群体间遗传分化指数F^ST及AMOVA分析显示, 群体间出现极显著遗传分化(P<0.01), 整体分化水平较低(F^ST<0.05)。遗传距离分析结果显示, 长江水系的6个群体与肇庆群体遗传距离较近, 与嫩江群体较远; 基于此的UPGMA聚类树显示, 长江水系下游、中游和上游的群体依次聚类, 然后与肇庆群体聚类, 最后与嫩江群体聚类, 遗传距离与地理距离呈现出较强的正相关性。遗传结构分析显示, 所有样本被划分为5个理论群, 肇庆和嫩江群体中个体的遗传结构相对独立, 而长江上游、中游和下游群体中个体的遗传结构则存在一定程度的混杂。综上所述, 中国草鱼野生资源具有较高的遗传多样性, 地理群体间存在遗传分化, 具有进一步遗传改良的潜力; 但部分群体出现的瓶颈效应也需要引起重视。     

长江水系草鱼遗传多样性的微卫星DNA分析

利用已发表的鲤微卫星引物在草鱼中进行PCR扩增,结果有5对引物(6个座位)能成功扩增并且有较高多态性,等位基因数在3-7个之间。这些异种扩增的草鱼微卫星符合孟德尔遗传规律。测序证明草鱼中的微卫星核心重复序列部分与鲤中的原始核心序列相似,也有一些变化。随后用这6个多态微卫星座位研究了来自长江水系的四个草鱼群体的遗传结构,结果显示每个群体的平均等位基因数在38与48之间,平均观测杂合度(Ho)在04000与05741之间,平均期望杂合度(HE)在04773与06489之间,有多个座位在不同的群体中偏离哈代-温伯格平衡。遗传距离分析表明四川群体与洞庭湖群体遗传距离最远,而嘉鱼群体与鄱阳湖群体遗传距离较近。分子变异分析(AMOVA)表明,群体内遗传变异与群体间遗传变异分别占总遗传变异的9560%与440%,固定系数(FST)为0044,这表明长江水系草鱼目前的群体分化很微弱。       

我国草鱼野生群体D-Loop序列遗传变异分析

利用线粒体DNA的D-Loop区序列, 对来自长江水系(邗江、吴江、九江、石首、木洞和万州)、珠江水系(肇庆)和黑龙江水系(嫩江)的8个草鱼野生群体开展了遗传变异分析。在424尾鱼中检测到34个变异位点, 34个单倍型, 单倍型多样性介于0.4740.708。群体间Kimura双参数遗传距离介于0.00200.0049。长江下游3个群体间遗传距离最近, 遗传分化不显著(P0.05); 肇庆群体与长江上游3个群体遗传距离较近, 与九江群体遗传分化不显著(P0.05); 嫩江群体与长江上游2个群体遗传距离较近, 与万州群体遗传分化不显著(P0.05)。遗传距离与地理距离存在极显著正相关(R=0.61, P0.01)。分子方差分析显示, 不同流域间遗传变异占总变异26.24%, 差异极显著(P0.01)。34个单倍型分为2个分支, 分化极显著(FST=0.644, P0.01), 推测分化时间为第四纪更新世纪晚期。       

长江草鱼不同群体EST-SSR 多态性标记的筛选及其遗传结构分析

为对我国不同地域草鱼群体进行鉴定和遗传多样性分析, 在2400 条草鱼EST 序列中, 对其二碱基至五碱基重复序列进行筛选, 共筛选出微卫星位点181 个, 选取其中的46 个进行引物的设计与合成, 获得呈多态性的微卫星引物9 对。利用这9 对引物对8 个长江水系草鱼群体和1 个红色草鱼自然突变群体进行了遗传结构分析。结果显示, 长沙草鱼、安庆草鱼、嘉兴草鱼、靖江草鱼、石首草鱼、松江草鱼、瑞昌草鱼、邗江草鱼和红色突变草鱼9 个群体的平均等位基因数(Na)分别为4.67、5.22、5.33、5.00、4.89、4.78、4.89、4.67 和2.56, 平均期望杂合度(He)分别为0.6397、0.6543、0.6831、06356、0.6737、0.6483、0.6664、0.7129 和0.4696, 平均多态信息含量(PIC)分别为0.5787、0.6126、0.6283、0.5894、0.6217、0.5956、0.6136、0.6582 和0.3949, 表明邗江草鱼的遗传多样性最高, 而红草鱼的遗传多样性最低。聚类分析表明, 8 个长江水系草鱼群体首先聚类, 最后与红色草鱼聚类;其中, 安庆草鱼与松江草鱼首先聚为一支, 遗传距离较近, 为0.0725;红色草鱼与长沙草鱼的遗传距离最远, 为0.5217。研究结果对我国草鱼种质资源保存、种群鉴定和良种选育具有重要意义。       

三峡库区5 个鲢群体遗传变异的微卫星分析

研究利用10 个高度多态的微卫星标记对三峡水库秭归、巫山、云阳、忠县、木洞等5 个库区鲢(Hypophthalmichthys molitrix)的野生群体进行了遗传多样性分析。检测到161 个等位基因, 群体共有等位基因84 个, 每个微卫星位点的等位基因数729 不等。平均观测杂合度Ho 为0.7840.846, 平均期望杂合度He 为0.8280.847, 平均多态信息含量PIC 为0.7970.817。Fst 值为-0.0010.009, 表明5 个鲢群体间没有遗传分化。Hardy-Weinberg 平衡检验表明巫山、云阳、木洞群体在一些位点上偏离遗传平衡。Bottleneck 分析显示长江三峡库区江段的鲢群体可能在历史上经历了遗传瓶颈。5 个群体间的遗传相似系数为0.8910.950, 遗传距离为 0.0500.115, 根据 Nei's 遗传距离所绘制的聚类图, 表明鲢群体间的遗传距离与其地理距离基本一致。贝叶斯分析结果也证实三峡库区5 个鲢群体可视为一个类群。尽管没有检测到遗传分化, 数据清晰地表明三峡库区的鲢群体仍有很高的遗传多样性, 研究结果为三峡地区和长江上游的鲢种质资源保护和种群评估提供了参考。       

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。     

长江水系中华绒螯蟹野生和人工繁殖大眼幼体的遗传多样性分析

长江水系中华绒螯蟹是我国最重要的河蟹养殖群体,通常认为长江野生大眼幼体在成蟹阶段具有一定的生长优势,但是长江流域河蟹增殖放流和养殖群体逃逸可能对其野生大眼幼体遗传多样性造成一定的影响,尚未见相关报道。因此,本研究利用29对微卫星标记对河蟹长江水系野生和人工繁殖大眼幼体的亲缘关系及遗传多样性进行了分析。两群体大眼幼体均表现出较高的杂合水平,两个种群Ho分别为0.729 9和0.750 0,无显著差异(p0.05)。两群体总近交系数(Fit)为0.171 2,群体内近交系数(Fis)为0.165 9,群体间分化系数(Fst)为0.006 4;分子方差分析(AMOVA)显示,99.7%的遗传变异来自种群内个体间,0.3%来源于种群间的变异,遗传分化程度较低;各位点的基因流Nm平均值为38.739 9,说明两种群基因交流频繁;群间平均遗传距离仅为0.106 7。瓶颈效应和遗传结构分析显示,两个群体近期经历过瓶颈效应,群体间间遗传混杂,不能分出有效理论种群数。综上所述,长江口河蟹野生大眼幼体的SSR遗传多样性稍高于人工繁殖群体,两者的遗传分化程度较低,这暗示两群体间存在基因交流。     

基于线粒体控制区的嘉陵裸裂尻鱼种群遗传结构分析

嘉陵裸裂尻鱼为青藏高原特有鱼类,近年来随自然地理气候的变迁和人类活动的影响,种群数量急剧减少。为了解嘉陵裸裂尻鱼的遗传背景以便更好的保护其遗传资源,本研究采用线粒体控制区部分序列变异,分析了嘉陵裸裂尻鱼6个地理种群的遗传结构和分布动态。在147尾个体中共发现17个变异位点,定义了14种单倍型,群体总的单倍型多样性较高为0.810,核苷酸多样性低为0.00698。AMOVA分析显示,44.29%的分子差异源于群体间,55.71%的分子差异源于群体内,群体间遗传分化极显著。Fst值统计检验表明,除宕昌群体和舟曲群体之间差异不显著外,其余两两群体之间Fst值统计检验均显著。基因流估计显示各群体间的基因流水平较高,遗传交流较频繁。Mantel test检验表明,嘉陵裸裂尻鱼种群之间遗传分化程度与地理距离存在显著相关。系统树和单倍型网络进化图显示,6个地理群体的单倍型按照嘉陵江水系和渭河水系形成两个大的类群。错配分布和中性检验表明嘉陵裸裂尻鱼群体在近期历史上群体大小保持稳定,未出现显著的种群扩张。根据本文所揭示的嘉陵裸裂尻鱼种群遗传结构特征,建议将分布在嘉陵江水系的嘉陵裸裂尻鱼作为一个整体进行保护,嘉陵裸裂尻鱼渭河种群属高度分化的单倍型类群,且遗传多样性极低,需对该种群进行优先保护。     

草鱼EST-SSR标记及5个不同地域群体的遗传结构分析

以草鱼(Ctenopharyngodon idella)脑、肌肉、肝等组织构建cDNA文库,经测序获得unigenes序列45 318个,从中筛选微卫星序列共5 556个,据此设计EST-SSR引物118对,其中19对引物能够扩增出带型清晰且多态性较高的谱带。用这19个EST-SSR标记研究3个长江水系群体(石首、监利和长沙)和2个珠江水系群体(清远和肇庆)草鱼的遗传结构。结果表明,5个群体的平均多态信息含量(PIC)为0.415 4～0.460 4,显示草鱼群体的遗传多样性偏低;平均观测杂合度(Ho)为0.415 8～0.501 3,平均期望杂合度为(He)0.450 6～0.502 8,其中,长沙群体平均期望杂合度最高,为0.502 8,监利群体的平均观察杂合度和平均期望杂合度均最低,分别为0.415 8和0.450 6,即长沙群体的遗传多样性最高,监利群体的遗传多样性最低;对数据进行F-检验,结果表明,群体间的遗传分化程度低。Hardy-Weinberg平衡的卡方检验结果表明,5个群体均一定程度上偏离了平衡;聚类分析显示长沙群体、石首群体与监利群体聚成一支;肇庆群体与清远群体聚成一支,这与草鱼群体的流域分布一致。     

长江中下游鲢鳙草青四大家鱼线粒体DNA多样性分析

对长江中、下游湖北石首、江西九江、安徽芜湖三江段鲢、鳙、草鱼、青鱼天然群体共３６５尾鱼的线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）的ＮＤ５／６、Ｃｙｔｂ基因和Ｄ－Ｌｏｏｐ区片段进行了限制性内切酶酶切片段长度多态（ＲＦＬＰ）分析。结果表明：（１）长江中、下游鲢、鳙和青鱼的遗传多样性丰富，草鱼不甚丰富。发现鲢、鳙和青鱼的ｍｔＤＮＡ基因型分别有２８、１９、２７种，草鱼ｍｔＤＮＡ基因型仅见７种；鲢、鳙和青鱼的基因型多样性     

人工雌核发育鲢的遗传多样性及异源遗传物质整入的RAPD分析

运用RAPD技术对连续二代人工雌核发育鲢的遗传多样性及异源遗传物质的整入进行了分析 ,结果表明 :一代雌核发育鲢 ,个体间遗传相似度为 0 94 5— 0 995 6 ,多样性指数为 0 175 ;二代雌核发育鲢 ,个体间遗传相似度为0 96 15— 1 0 0 ,平均为 0 985 2 ,多样性指数为 0 0 6 2。研究揭示经过连续二代人工雌核发育后 ,其遗传多样性明显减少 ,种质进一步纯化。通过对雌核发育鲢二代、亲本鲢和雄鲤的RAPD扩增比较 ,发现雌核发育鲢含有少数与父本相同的特异DNA扩增带 ,而亲本鲢没有 ,在基因水平上表明雌核发育鲢整入了雄鲤的遗传物质     

Native bighead carp Hypophthalmichthys nobilis and silver carp Hypophthalmichthys molitrix populations in the Pearl River are threatened by Yangtze River introductions as revealed by mitochondrial DNA

Bighead carp Hypophthalmichthys nobilis and silver carp Hypophthalmichthys molitrix have been two economically important aquaculture species in China for centuries. In the past decades, bighead and silver carp have been introduced from the Yangtze River to many river systems in China, including the Pearl River, in annual, large-scale, stocking activities to enhance wild fisheries. Nonetheless, few studies have assessed the ecological or genetic impacts of such introductions on native conspecific fish populations. An mtDNA D-loop segment of 978 bp from 213 bighead carp samples from 9 populations and a 975 bp segment from 204 silver carp samples from 10 populations were obtained to evaluate genetic diversity and population integrity. Results from a haplotype network analysis revealed that most haplotypes of the Pearl River clustered with those of Yangtze River origin and only a small proportion were distinct, suggesting that both the native Pearl River bighead and silver carp populations are currently dominated by genetic material from the Yangtze River. The genetic diversity of Pearl River populations is high in both species because of this inter-population gene flow, but the diversity of native Pearl River populations is low. To preserve the native genetic diversity, stocking of non-native fingerlings should cease immediately and native Pearl River bighead and silver carp fish farms should be established. This research demonstrates the danger to native biodiversity across China because of the substantial, ongoing stock-enhancement activities without prior genetic assessment.     

长江,珠江,黑龙江鲢,鳙和草鱼原种种群形态差异

对长江、珠江、黑龙江的鲢、鳙、草鱼原种种群的十项形态特征,于高维空间上用统计方法进行判别分析,发现种群间具有显著差异,不同江河鲢、鳙的侧线鳞数也有明显不同。这些形态特征上的差异的大小与种群间的地理距离呈正相关。 根据上述显著性差异的特征,用模式分类法推导得鉴别程序,可在IBM-PC-AT计算机上对鱼逐尾自动判别鉴定其种群,除长江鲢外,准确率在75％～100％。     

长江中游鲢鱼天然种群的生化遗传结构及变异

采用淀粉或聚丙烯酰胺凝胶电泳方法分析长江中游鲢鱼天然种群11种同工酶约31个基因座位的遗传变异性。在可用于种群遗传结构分析的27个座位中,有4个座位(Ldh-C,idhp-A,Est-1,-2)具有多态性。该种群的多态座位比例为14.8%,平均杂合度为0.0451。比较结果表明,鲢鱼天然种群的多态座位比例与人工繁殖种群相似。我们认为,鱼类人工繁殖种群遗传变异性的降低在很大程度上取决于人工繁殖过程中的某些不合理因素,人为地避免或限制这些因素将有利于保持鱼类人工繁殖种群的遗传变异性。       

青鱼野生与养殖群体遗传变异的微卫星分析

研究利用自主开发的12个微卫星标记, 对来自于长江水系4个野生群体(湖北石首、湖南湘江、江苏邗江、浙江嘉兴)和1个养殖群体(江苏吴江)青鱼(Mylopharyngodon piceus)进行遗传多样性和遗传结构分析。遗传多样性分析结果显示这12个位点多态信息含量(PIC)介于0.660—0.923, 表明这12个位点均具有高度多态性(PIC>0.5)。5个群体的平均等位基因数(N_a)介于7.917—11.667, 平均有效等位基因数(N_e)介于4.837—6.035; 平均观测杂合度介于0.713—0.861; 平均期望杂合度介于0.749—0.819; 平均多态信息含量介于0.711—0.788, 表明这5个群体均具有较高的遗传多样性。遗传距离分析结果表明4个野生群体之间遗传距离较近, 养殖群体与这4个野生群体遗传距离均较远。UPGMA系统进化树显示, 湘江群体和石首群体首先聚为一支, 然后与邗江群体和嘉兴群体聚为一支, 最后与吴江养殖群体聚为一支。这12个微卫星位点具有较为丰富的遗传多样性特征, 可以用于青鱼不同群体的种质资源的评估和遗传多样性的分析。     

基于G-SSR和EST-SSR标记的鲫6个群体遗传结构分析

研究同时利用非编码区和编码区微卫星标记(G-SSR和EST-SSR)分析黑龙江、长江、奉化江及淮河水系共6个野生鲫(Carassius auratus)群体的遗传多样性及遗传结构, 并比较2类不同来源SSR用于鲫群体遗传多样性分析的差异。8个G-SSR标记在6个鲫群体中检测到173个等位基因, 平均N_a、N_e、H_o、H_e以及PIC分别为22、12.9、0.769、0.893和0.879, 群体间F_st值介于0.008—0.085, 其中来自黑龙江水系的2个群体与其余水系的所有群体均达到或接近于中等程度的遗传分化, 而长江、奉化江和淮河水系4个群体间的遗传分化程度不明显。Nei’s遗传距离介于0.203—0.701; 根据遗传距离所绘制的UPGMA聚类图将6个鲫群体划分为2个大分支, 其中来自黑龙江水系的2个群体聚为一枝, 其余水系群体聚为另一枝。贝叶斯分析也支持这一结果, 将6个鲫群体划分为2个最佳理论群。利用8个EST-SSR标记在6个鲫群体中共检测到155个等位基因, 平均N_a、N_e、H_o、H_e以及PIC分别为19、9.5、0.728、0.870和0.855; 群体间F_st值和Nei’s遗传距离分别介于0.005—0.084和0.117—0.683; 基于EST-SSR标记的UPGMA聚类分析和贝叶斯分析也将6个鲫群体划为两大类群: 黑龙江水系群体; 长江、奉化江和淮河水系群体。G-SSR和EST-SSR标记检测6个鲫群体的平均多态信息含量(PIC)分别为0.786—0.864和0.761—0.833。研究结果显示: 6个野生鲫群体均具有较高的遗传多样性, 但黑龙江水系群体多样性低于其他水系群体; 尽管EST-SSR标记的多态性略小于G-SSR标记, 但是2类微卫星标记均揭示了相似的鲫群体遗传结构和分化格局。研究结果对鲫种质资源的保护和EST-SSR标记在鱼类群体遗传学研究价值的评价提供了新的信息。