线粒体序列分析黑龙江流域哲罗鲑的种群遗传结构

哲罗鲑是我国土著的重要经济鱼类,近些年来,由于环境的恶化及人类活动的加剧,已对其资源量、栖息地、产卵场等造成了严重的破坏,种群处于濒危状态,被列入濒危物种红色名录中,因此研究哲罗鲑的群体遗传结构、演化历史、分布动态等对其进行有效保护具有重要意义.用线粒体Cox1和ND1基因序列对黑龙江流域内9个群体(n＝30)进行了遗传结构、群体演化分析.在30个个体中,Cox1扩增出1550bp的片段,群体间序列分歧距离在0～0.0028之间,共发现10个单倍型;ND1基因扩增出1000bp的片段,群体间序列分歧距离在0～0.0013之间,共发现7个单倍型.单倍型网络(TCS)和AMOVA分析结果均表明黑龙江流域哲罗鲑存在显著的群体分化,Cox1基因、ND1基因及组合数据的群体间Fst分别为0.0704、0.0491、0.0792,均达到显著性水平(P<0.05),根据配对群体间Fst(Pairwised Fst)可以将黑龙江流域哲罗鲑群体分为黑龙江上游群体、呼玛河群体、乌苏里江群体、内蒙古伊敏河上游群体4个地理群.9个群体共享同一个单倍型(BH11),表明这些群体具有相同的演化历史,为同一个祖先群体(黑龙江上游群体)演化而来.     

以川陕哲罗鲑为目标物种的水样环境DNA分析流程的优化

水样环境DNA分析包括水样采集、DNA提取和分析等流程,已成为监测濒危水生生物种群分布调查的重要手段.为减少在监测目标物种尤其濒危物种中的不确定性,对水环境DNA分析流程的优化至关重要.本研究以川陕哲罗鲑为目标物种,采用滤膜法采集养殖池中的水样,设计了 250 mL、500 mL、1 L和2 L等4种水样采集量,分别采用 PoweWater DNA Isolation kit和DNeasy Tissue and Blood DNA extraction kit 提取水样环境DNA(eDNA),使用物种mtDNA D_loop区特异性引物进行PCR扩增,通过研究滤膜法、水样采集量和水样DNA提取方法对水样eDNA中目标基因检出率的影响,探索适宜的eDNA分析操作方案.结果表明: 使用DNeasy Tissue and Blood DNA extraction kit提取的水样DNA中目的基因的检出率为100%,效果明显优于PoweWater DNA Isolation kit(目标基因的检出率为0);目标基因扩增条带的亮度随水样采样量的增加而增加,其中2 L水样目标基因的扩增效果较理想;序列比对结果显示,本试验从水样DNA中成功扩增得到了川陕哲罗鲑mtDNA Dloop区部分序列.表明DNA提取方法和水样采集量对目标物种的检出率有显著的影响,滤膜法、2 L水样采集量、DNeasy Tissue and Blood DNA extraction kit更适宜进行水样的DNA分析,mtDNA D-loop区可作为川陕哲罗鲑识别的特异性分子标记.     

不同月龄哲罗鲑主要形态性状与体重的关系

为确定影响哲罗鲑(Hucho taimen)体重的主要形态性状,随机选取5个生长阶段共计710尾哲罗鲑为实验对象(3月龄240尾、6月龄180尾、12月龄110尾、18月龄90尾、36月龄90尾),测量其体重(y)、体长(x_1)、体宽(x_2)、体高(x_3)、头长(x_4)、眼径(x_5)、尾鳍长(x_6)、尾鳍高(x_7)、尾柄高(x_8)9个性状。通过相关分析、通径分析和回归分析,计算相关系数、通径系数和决定系数,获得相关回归方程,对不同月龄间的形态性状对体重的影响程度进行了比较分析。结果表明,3月龄、6月龄、18月龄和36月龄个体体长对体重的直接作用较大,12月龄个体则是体宽对体重的影响较大。利用逐步回归分析方法,以体重为依变量(y),形态性状为自变量(x_1~x_8),建立了哲罗鲑不同月龄最优多元线性回归方程分别为:y3=﹣14.911+1.561 x_1+3.448 x_2+5.232 x_3;y6=﹣70.321+5.192 x_1+0.962 x_2+0.473 x_3;y12=﹣217.446+7.129 x_1+23.147 x_2+44.055 x_3;y18=﹣891.041+20.234 x_1+65.786x_2+53.266 x_3;y36=﹣5748.099+88.187 x_1+301.984 x_2+66.702 x_7。该研究结果为哲罗鲑选择育种的具体应用提供了重要参考依据。     

汉江上游太白河川陕哲罗鲑(Hucho bleekery Kimura)再发现

川陕哲罗鲑(Hucho bleekeri Kimura)是我国长江流域特有鱼类,近几十年来资源量急剧下降,陕西和四川等地历史分布区已多年未见其踪迹,濒临灭绝。2013年在汉江上游陕西省太白县太白河发现了19尾成体样本。本次发现是该物种在太白河消失15年后的再次发现,也是近30多年来该物种在分布区范围内同时被发现成体数量最大的一次。本次发现对川陕哲罗鲑资源保护和恢复有重要意义。     

额尔齐斯河流域不同来源哲罗鲑形态及COⅠ基因比较研究

为对哲罗鲑(Hucho)的引种放流和土著物种的保护提供科学依据, 研究采集了数尾来源于天然水域的哲罗鲑(Hucho BHB和Hucho BEJ), 与引进的哲罗鲑(Hucho HLJ)一起进行了形态特点观察描述, 同时对COⅠ基因扩增测序并从GenBank下载哲罗鲑属COⅠ基因构建系统发育树、计算遗传距离进行分子生物学比较研究。结果显示, Hucho BEJ和Hucho HLJ形态特点相一致, Hucho BHB与其他两种来源的哲罗鲑在体色、斑点大小等均有差异。基于COⅠ基因的系统发育树显示几种不同来源的哲罗鲑均与太门哲罗鲑(H. taimen)聚为一个大的分枝, 但在这个分枝下, Hucho BEJ和Hucho HLJ与俄罗斯阿穆尔河(中国称黑龙江)的哲罗鲑聚为一枝, 而Hucho BHB单独形成一支。基于COⅠ基因的遗传矩阵显示, Hucho BEJ和Hucho HLJ与俄罗斯阿穆尔河的哲罗鲑遗传距离较近(0—0.0044), 而Hucho BHB与Hucho BEJ、Hucho HLJ及俄罗斯阿穆尔河的哲罗鲑遗传距离较远(0.0057—0.0082)。这说明Hucho BHB在形态和基因序列上与Hucho HLJ及俄罗斯阿穆尔河的哲罗鲑具有较大差异, 可能是不同的生态地理类型, Hucho BEJ和Hucho HLJ在形态和基因序列上基本一致, 我们推测Hucho BEJ是放流或养殖场逃逸的哲罗鲑。     

濒危物种川陕哲罗鲑在汉江上游太白河再发现

正川陕哲罗鲑(Hucho bleekeri)隶属于鲑形目(Salmoniformes)鲑科(Salmonidae)哲罗鲑属,是我国特有物种,主要分布在29°~33°N秦岭以南长江流域北侧一级支流岷江水系和汉江水系的上游山区激流环境中,是欧亚大陆鲑鳟鱼类中分布纬度最低的种类。20世纪60年代以前,川陕哲罗鲑资源还较丰富,在岷江上游的干流、大渡河、青衣江及其附属支流均有分布。20世纪60年代以后,受环境恶化、过度捕捞等影响,资源量锐减,分布区域不断缩     

不同开口饵料对川陕哲罗鲑仔鱼生长和存活的影响

分别采用水丝蚓Limnodrilus sp.、丰年虫Artemia salina、鲫鱼Carassius auratus卵和2种不同配方的人工饲料饲养川陕哲罗鲑Hucho bleekeri开口仔鱼(20日龄),研究不同开口饵料对川陕哲罗鲑仔鱼生长和存活的影响。结果表明:在仔鱼开口后的0~10 d内,丰年虫投喂的川陕哲罗鲑仔鱼生长速度显著高于其他试验组,15~20 d丰年虫组仔鱼出现负增长(-0.38%),而10 d以后2个饲料组的生长速度迅速提升。在整个试验期内,水丝蚓组和鲫鱼卵组的生长较为平稳,特定生长率均介于丰年虫组和2个饲料组之间。试验结束时,丰年虫组的存活率最高,为(91.11±5.09)%,水丝蚓组的存活率最低,为(43.33±6.67)%。基于本试验的结果和川陕哲罗鲑的摄食特性,推荐最适的开口投喂方案为:0~10 d投喂丰年虫,10 d后逐步添加人工饲料进行转食。     

三种鲟科鱼类和两种鲑科鱼类卵黄免疫球蛋白性质的比较

从施氏鲟(Acipenser schrencki)、小体鲟(Acipenser ruthenus)、西伯利亚鲟(Acipenser baeri)、哲罗鲑(Hucho taimen)和金鳟(Oncorhynchus mykiss)五种鱼类卵黄中分离、纯化Ig,并对其分子结构进行了初步研究。结果表明:五种鱼类卵中Ig的分子量分别为施氏鲟524kD、小体鲟468kD、西伯利亚鲟475kD、哲罗鲑为490kD,金鳟498kD,其Ig重链的相对分子量相同,约为97kD。轻链的相对分子量各不相同,施氏鲟为27kD,小体鲟28.5kD,西伯利亚鲟30kD,哲罗鲑28.5kD和金鳟16kD。其中西伯利亚鲟、施氏鲟和小体鲟Ig等电点约为5.85,哲罗鲑和金鳟的Ig等电点约为6.55,其蛋白质结构上具有一定的相似性,且均为糖蛋白     

川陕哲罗鲑Cyt b基因克隆及其在鲑亚科中的系统发育关系

采用聚合酶链式反应克隆川陕哲罗鲑Hucho bleekeri线粒体细胞色素b基因 (Cyt b),首次报道该基因的全长序列(1140 bp,GenBank 登录号FJ597623),并与鲑亚科中其他5属14个物种的Cyt b基因进行同源性比较,分析了碱基组成和变异情况,以白鲑亚科的白鲑Coregonus lavaretus作为外群构建了ML、NJ和MP系统发育树.遗传距离和分子系统学分析表明,川陕哲罗鲑与细鳞鲑属的细鳞鱼Brachymystax lenok之间的遗传距离相对较小(8.47%),在系统发育树上两者聚在一起,提示川陕哲罗鲑与细鳞鱼存在较近的亲缘关系,该结果与以往的形态学分类不相符.     

哲罗鲑性别特异性标记筛选

研究通过比对哲罗鲑Hucho taimen (Pallas)基因组草图与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)Y染色体序列, 获得哲罗鲑性别相关的候选序列, 并设计3对PCR扩增引物, 以此筛选哲罗鲑性别特异性标记。初步筛选结果显示, 在设计的3对引物中, 引物ST2在雌鱼中无扩增条带, 在雄鱼中有153 bp的扩增条带, 可作为哲罗鲑雄性特异性候选标记。为了消除样本降解及失误等因素导致的条带缺失, 研究以12S rRNA为参照, 采用双重PCR法, 在12S rRNA引物扩增出条带的前提下, 用ST2引物条带的有无来判断性别, 雌鱼为单带, 无ST2引物条带; 雄鱼为双带, 有ST2引物条带。同时为了验证本方法的可靠性, 对已知性别的哲罗鲑48尾雌、雄样本进行了检测, 结果显示该方法遗传性别鉴别准确率为100%。用此标记筛选哲罗鲑雌、雄鱼简单易行, 为哲罗鲑遗传学研究、单性养殖和性别控制育种等研究奠定了基础。