基于线粒体CO 1基因序列的DNA条形码在鲤科鲌属鱼类物种鉴定中的应用

本研究探讨了线粒体CO1基因作为DNA条形码对鲌属鱼类进行物种鉴定的可行性。研究中获得了鲌属4种鱼类共32个个体长度为816bp的CO1基因序列。利用MEGA软件计算鲌属鱼类种间及种内遗传距离,利用邻接法、最大简约法、最大似然法和Bayesian方法分别构建分子系统树。结果显示,鲌属鱼类的种间遗传距离显著大于种内遗传距离。在系统树中,鲌属鱼类每一物种的个体分别形成各自独立的分支。基于CO1基因的DNA条形码在识别鲌属鱼类物种方面和传统形态学基本一致,而且该基因可以探讨鲌属鱼类种间的系统发育关系。本研究表明以CO1基因作为鲌属鱼类DNA条形码进行物种鉴定具有一定的可行性。     

珠江流域常见鱼类及大型底栖动物DNA条形码空缺分析

条形码数据库是开展基于DNA的生物监测关键先决条件。为在珠江流域有效开展基于DNA的生物监测,迫切需要了解物种DNA条形码的覆盖或空缺状况。整理了珠江流域常见鱼类和大型底栖动物的物种清单,从National Center and Biotechnology Information (NCBI)数据库中检索了物种清单的DNA条形码序列,分析了常见鱼类(包括线粒体组和12s rRNA基因)和大型底栖动物(包括线粒体组、COI和18s rRNA基因)的DNA条形码覆盖范围和空缺程度。数据分析表明：(1)珠江流域共记录了常见鱼类221种,隶属于2纲18目51科和137属;常见大型底栖动物105种/属,隶属于6纲14目53科。(2)共检索到常见鱼类线粒体组序列913条和12s rRNA基因序列962条,分别占总物种的81.45%和57.92%;有12.67%的物种没有线粒体组和12s rRNA基因序列,若将条形码阈值设置为至少包含5个参考序列,则空缺度上升至52.94%;(3)共检索到常见大型底栖动物线粒体组65条序列、COI基因26,988条序列和18s rRNA基因175条序列,分别占总种/...     

鲤亚科多倍体物种独立起源及其与第三纪青藏高原隆升的关系

青藏高原特有鲤科多倍体鱼类(裂腹鱼类)的起源和物种分化研究有助于探讨鲤科鱼类物种分化和青藏高原隆升之间的关系.本研究利用线粒体和核基因DNA序列构建系统发育关系,并以此来追溯裂腹鱼类多倍体的起源及其物种分化.倍性水平的祖先状态重建结果显示,鲤亚科是二倍体起源的,而裂腹鱼类是四倍体起源.研究还发现,在适应青藏高原隆升过程中,鲤亚科鱼类物种分化速率发生了两次明显改变,而且这些分化速率变化都发生在青藏高原特有鱼类的分支中.本研究表明,青藏高原特有的多倍体化裂腹鱼类包含了两个独立起源的类群.裂腹鱼类的物种分化与晚第三纪以来的青藏高原隆升密切相关,其中,渐新世晚期至中新世中期的裂腹鱼类适应性分化与青藏高原南部地区以及喜马拉雅山脉的隆升相关;中新世中期到更新世早期的物种分化基本同晚第三纪青藏高原隆升的主要阶段相一致;而更新世以来裂腹鱼属(Schizothorax)的物种分化则和青藏高原快速隆升过程中的昆仑-黄河运动及共和运动密切相关.     

印度-西太平洋胡椒鲷亚科鱼类DNA条形码及分子系统进化研究

为探讨COⅠ基因作为条形码在胡椒鲷亚科鱼类物种鉴定的可行性, 研究测定了胡椒鲷亚科8种鱼类51个个体线粒体COⅠ基因长度为651 bp的序列, 利用MEGA 5.0计算胡椒鲷亚科种内与种间的遗传距离, 基于最大似然法与贝叶斯法构建了系统进化树。结果显示: 胡椒鲷亚科鱼类种间平均遗传距离(0.142)显著大于种内平均遗传距离(0.003), 物种间遗传距离均大于Hebert推荐的物种鉴定最小种间遗传距离0.020(2%)。系统进化树上, 同一物种不同个体间均能形成独立的单系分支, 表明COⅠ基因可作为胡椒鲷亚科物种鉴定的有效条形码基因。研究同时揭示, 在形态分类上被认为是同种异名的两种胡椒鲷(条纹胡椒鲷与东方胡椒鲷)的COⅠ基因序列差异达到0.070, 有可能是两个独立的物种。此外, 在属级水平, 少棘胡椒鲷属与胡椒鲷属种类之间的平均遗传距离小于胡椒鲷属内部种间的遗传距离, 支持少棘胡椒鲷归属于胡椒鲷属的观点。       

鲤科鱼类胰岛素受体基因IRa和IRb酪氨酸激酶区CDS的分子变异和进化

胰岛素受体基因在调控细胞生长、分化和个体发育方面具有重要的生物学功能,研究基因功能区变异和分子进化对于理解鱼类不同物种之间胰岛素受体基因表达调控和个体尺寸控制具有重要意义.本研究在鲤科鱼类中选择37种代表性物种和5种鲤科外的鲤形目鱼类作为外类群,通过PCR扩增、克隆和测序,获得它们的IRa和IRbDNA序列,并提取CDS序列.分别基于IRa和IRb酪氨酸激酶区CDS序列,分析其分子变异和进化,以理解IR基因在鲤科鱼类中的基因分化特征.结果显示,采用UPGMA方法对IR基因家族构建的基因树中,鱼类IRa和IRb基因分别聚为单系群,说明鲤科鱼类IR基因复制后IRa和IRb基因分别进化为两类明显不同的基因.分子进化分析显示,基于IRa或IRb单个基因构建的鲤科鱼类MP树中各系群间进化速率无显著性差异,说明基因IRa在鲤科鱼类不同系群间受到相似的进化压力,基因IRb也是如此.尽管由IRa和IRbCDS推导出的酪氨酸激酶区氨基酸序列高度保守,但序列变异特征可清楚地显示该区中氨基酸序列的差异,蛋白质IRa和IRb酪氨酸激酶区中呈现出来的这种差异,预示着胰岛素受体IRa和IRb在信号传导中扮演不同的角色.     

云南剑湖鱼类多样性变化与区系演变

云南剑湖鱼类是许多候鸟的重要食物来源,其群落物种的变化对湿地生态系统结构与功能产生重要影响。为了解当前剑湖鱼类群落物种组成现状及揭示剑湖与相关区域鱼类区系同质化趋势,本研究对剑湖鱼类进行了调查。结果表明:剑湖迄今共记录鱼类物种24种,其中土著物种9种,外来物种15种,而现存物种共计20种,功能性灭绝土著物种4种;首次正式记录的外来物种共计8种,确认濒危种云南裂腹鱼(Schizothorax yunnanensis)仍有分布;外来种中来自长江中下游的物种共计11种,占73.3%;起源于国内的共计13种,占86.7%;在原土著群落中,属科多样性指数(G-F)为0.45,现今则仅为0.26,表明随外来鱼类的入侵,该湖鱼类群落从种级分化强烈的特点转变为种级物种分化单调的特点;剑湖与邻近多个高原湖泊鱼类区系从历史时期较低的相似性到现今明显上升,且与长江中下游主要湖泊鱼类群落物种组成的相似性上升达临界显著水平(P=0.05),其鱼类区系已演变为以江河平原区系成分为主体;鱼类个体生态学矩阵分析表明,外来入侵鱼类生境需求与土著鱼类生境需求类似,两者竞争激烈。     

黄颡鱼FTR67基因的克隆及功能研究

鱼类TRIM(Tripartite motif)家族的特异性扩张产生了一个硬骨鱼类特有的亚家族finTRIM (Fish novel TRIM, FTR),为探究finTRIM在黄颡鱼(Tachysurus fulvidraco)先天抗病毒免疫中发挥的作用,文章鉴定了1个与斑马鱼(Danio rerio) FTR67同源性较高的黄颡鱼finTRIM基因,命名为TfFTR67 (Tachysurus fulvidraco FTR67)。系统进化树分析表明, FTR67在有些鱼类物种中发生了基因重复,导致基因拷贝增多。TfFTR67不受SVCV的诱导表达,是一个组成型表达的基因。过量表达TfFTR67抑制poly(I﹕C)及RLR信号分子诱导的干扰素反应,同时促进病毒在细胞中的复制。鉴于TfFTR67与斑马鱼FTR67的表达特征和功能不同,研究结果表明,鱼类FTR67在不同物种中发生了基因重复和功能歧化。     

西太平洋沿海石斑鱼属鱼类DNA条形码及分子系统进化研究

研究测定了分布于西太平洋沿海的35种石斑鱼属鱼类共142个个体线粒体基因COⅠ及核基因TMO-4C4标记序列,基于最大似然法与贝叶斯法构建分析了石斑鱼类分子系统进化关系.同时,探讨了COⅠ基因作为DNA条形码在石斑鱼属鱼类物种鉴定中的有效性问题.结果显示:35种石斑鱼属鱼类COⅠ同源序列为636 bp,编码212个氨基...     

南极鱼类多样性和适应性进化研究进展

南极地区是地球上唯一未被人类活动大量影响的地区, 其极端寒冷的环境为南极生物的进化提供了“温床”。过去三千万年间, 南极鱼亚目鱼类在南极海洋逐渐变冷的过程中快速进化, 从一个温暖海域的底栖祖先分化成南极海域最为多样化的鱼类类群。由于其在南极圈内和南极圈外的各种温度区间都有分布, 因而成为研究鱼类适应性进化和耐寒机制的良好生物模型。本文综述了有关南极海域鱼类区系组成与物种多样性现状, 南极鱼亚目鱼类适应低温的一系列特化的生物学性状及其关键的遗传进化机制。现有研究表明: 南极鱼类在几千万年零度以下低温环境的进化中发生了大量基因的大规模扩增和基因表达的改变, 如铁调素、卵壳蛋白和逆转座子等118个基因发生了显著的扩增。另外, 有些从南极鱼中获得的抗寒基因已经用于提高动植物低温抗性的研究并取得了良好的效果。在今后的几年中, 将会有多个南极鱼物种的全基因组得到破译, 在低温适应相关基因的功能和进化方面的研究也会更加深入, 这些研究将深入揭示低温压力下基因组的进化规律以及鱼类低温适应的分子机制。     

基于栖息地斑块尺度的青弋江河源溪流鱼类群落的时空格局

确定鱼类的栖息地利用格局是研究物种与环境关系的基础, 也是鱼类多样性保护和管理的必要前提。目前, 有关溪流鱼类群落的栖息地斑块利用格局尚存在争议。基于2012年9月至2013年8月对青弋江河源溪流的逐月调查数据, 初步研究了鱼类群落的栖息地斑块利用格局, 着重在栖息地斑块尺度上解析了鱼类群落的时空变化规律。主要研究结果显示, 深潭和急滩2类斑块间的底质、流速、水深、溶氧栖息地因子显著差异, 且深潭斑块的环境稳定性高于急滩。研究共采集鱼类15种, 其中鲤科鱼类8种, 占采集物种数50%以上。基于鱼类物种存在与否的不连续变量的分析结果显示, 鱼类物种组成的斑块间和月份间变化均不具显著性。但是, 基于鱼类物种多度的连续变量的分析结果显示, 鱼类群落结构存在有显著的斑块间变化和时间动态; 就斑块间变化而言, 原缨口鳅(Vanmanenia stenosoma)在急滩斑块中的多度更高, 而宽鳍 (Zacco platypus)、光唇鱼(Acrossocheilus fasciatus)和尖头 (Phoxinus oxycephalus)等其他关键物种则在深潭中具有更高多度。深潭斑块的鱼类物种数显著高于急滩, 但2类斑块间的个体数无显著差异。深潭斑块的鱼类物种数较稳定, 而个体数月变化显著, 可能与鱼类繁殖和群体补充以及越冬死亡等有关; 急滩鱼类物种数和个体数的月变化均显著, 除了与鱼类群体补充和越冬死亡有关以外, 还可能受越冬时栖息地斑块选择变化的影响。上述结果表明, 在栖息地斑块空间尺度上, 由于研究区域内大多数物种在栖息地斑块选择上无明显的特化性, 深潭和急滩斑块间鱼类的物种组成分布不符合前人所报道的生境-共位群格局, 但区域内常见种多度的变化可引起鱼类群落结构的斑块间差异和季节动态。       

浙江近海鰓属鱼类形态描述及中国鰓属鱼类分子系统发育分析

为明确浙江近海鲵属鱼类物种组成, 对采自舟山和温州近海共计411尾鲵鱼样品进行形态学测定, 并基于线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ亚基(COⅠ)基因片段探讨其序列差异及系统发育关系。结果显示: 浙江近海的鲵属鱼类为少鳞鲵和中国鲵, 两种鲵鱼形态特征鲜明, 鱼鳔形态差异明显。所测得的少鳞鲵和中国鲵COⅠ基因片段长度均为600 bp, 平均GC含量分别为46.6%和49.9%。依据Kimura-2-parameter模型(K2P), 少鳞鲵和中国鲵的种内平均遗传距离分别为0.002和0.000, 两种间平均遗传距离为0.211。采用邻接法构建的系统发育树显示, 中国鲵先和邵氏鲵聚为一支, 然后与少鳞鲵聚为一支, 再与其他鲵属鱼类聚类。研究结果明确了浙江沿海鲵属鱼类的物种组成, 并为探讨少鳞鲵和中国鲵的系统发育关系及基于COⅠ基因的鲵属鱼类物种鉴定提供了参考。     

真骨鱼类DMRT基因家族的连锁结构及其系统发生

利用已经报道的多个物种基因组序列资源,我们通过比较真骨鱼类（Teleost fish）共有的DMRT1-5基因所在染色体位置的基因组结构特征,从基因组水平证明了真骨鱼类和四足动物的相应DMRT基因的直系同源关系,揭示了DMRT4和DMRT5是因为真骨鱼类和四足动物的共同祖先发生了染色体重复事件而由同一基因分歧演变形成的。同时通过基因连锁分析,探测到包括SNF2和elavL家族基因在内的多个可能与DMRT基因功能密切相关的基因,为进一步研究DMRT基因和它们之间可能存在的调控机制提供了新的线索。     

环境DNA技术在鱼类资源研究中的应用

环境DNA(Environmental DNA,eDNA)是指从生物体生活环境中直接提取到的不同物种DNA片段的总和,eDNA在鱼类资源研究上越来越热,主要是在鱼类的特异性基因识别片段的基础上,与利用分子手段检测eDNA所获得的识别片段进行比对,进而确定水环境中鱼类是否存在的一种技术,是一种新型的生物资源调查手段。与传统方法相比,eDNA技术具高灵敏、低成本、无损伤等优点,能够快速的检测出入侵种、濒危种及稀有种等种类,但也存在一些不足之处,如不能获得目标物种存在或不存在的实时数据、不能获得物种各生长阶段等的生物学特征以及种群结构、不能将"纯种"与杂交种区分开来。eDNA技术对于鱼类资源研究具有颠覆性意义,并展现出良好的发展势头。主要综述了基于eDNA技术在鱼类物种多样性研究、资源量估算和种群分布等研究中的应用进展,以期为渔业资源研究提供一些思考。可以预期,eDNA技术与传统调查方法相结合将成为鱼类资源研究的一个发展趋势。     

罗霄山脉地区鱼类物种多样性

罗霄山脉是赣江和修水流域与湘江流域的分水岭, 是中国生物多样性保护的关键地区之一。然而, 罗霄山脉地区的鱼类缺乏系统性的研究, 其鱼类物种组成、分布以及受威胁因素尚不清楚。为此, 我们于2014-2018年对罗霄山脉地区11条河流的鱼类进行了系统的调查。结果表明, 该地区共有鱼类5目17科64属113种, 山脉东坡鱼类108种, 高于西坡的72种。从生态类型看, 罗霄山脉鱼类以肉食性、底栖性、定居性类群为主。区系组成上以东亚江河平原类群为主。从物种多样性看, 遂川江、袁水、蜀水和修河的鱼类物种多样性较高, 锦江和富水的鱼类物种多样性较低; β多样性指数揭示遂川江与锦江、禾水、富水间鱼类物种出现一定的分化现象。     

鱼类低温耐受机制与功能基因研究进展

不同鱼类适应环境温度的能力不同,这是经过长期适应和进化的结果,是遗传信息特异性表达的具化表现,也是鱼类自身生理生化性能差异的反映。当前,对低温下鱼类的生理反应已经有深入研究,同时,对鱼类适应低温环境和耐受低温胁迫的分子生物学机制的研究方兴未艾,引起研究人员的广泛兴趣。高通量测序技术成本的降低和生物信息学技术的应用,允许研究者利用组学方法研究低温胁迫下鱼类的代谢途径和分子信号通路,在生物整体水平上分析鱼类响应低温胁迫的分子机制,挖掘低温耐受功能基因。研究发现,极地鱼类在长期适应环境的过程中,基因组不断进化,通过功能基因的获得、缺失和大规模扩增,适应长期低温环境;在转录调控水平上,低温胁迫下鱼类转录表达谱既表现出多细胞动物的保守性,同时又具有明显的物种特异性和组织特异性。抗冻(糖)蛋白、分子伴侣、代谢酶类和膜通道蛋白等都参与鱼类响应低温胁迫的过程。但是,不同种类蛋白质的编码基因结构与表达、功能与应用研究不尽相同。从进化、遗传表达和表观遗传学角度分别综述鱼类低温耐受的分子机制,总结鱼类低温耐受相关功能基因,预测鱼类低温耐受机制和应用研究热点,旨在为本领域研究人员提供思路。     

赣江鱼类物种更新名录

赣江是长江的主要支流之一, 淡水鱼类多样性极其丰富, 但是目前对于该河流的鱼类多样性还未有充分的了解。本研究于2016年9月至2017年8月对赣江鱼类进行了实地调查, 结合历史文献资料并参考最新的分类学成果, 更新了赣江淡水鱼类名录。结果表明, 赣江共有淡水鱼类180种, 隶属于12目31科93属。其中, 土著鱼类174种, 外来鱼类6种。赣江鱼类以鲤形目为主; 鲤科种类最多, 其次是鲿科。更新的物种名录中, 包含23个新记录土著种, 其中有5个未被描述的新种; 有36个历史资料记载的种类被剔除出物种名录; 25个物种发生了分类地位的变更。此外, 本次调查有28种鱼类未采集到, 说明这些鱼类的种群数量正在急剧下降, 而这些鱼类分别属于洄游性、流水性和产漂流性卵等独特生态类型, 说明赣江鱼类多样性受到了严重的人为干扰。本研究所给出的赣江鱼类的更新物种名录, 可为今后的赣江鱼类多样性保护提供理论基础。     

裂腹鱼亚科鱼类Hif-α基因的分子进化及低氧诱导表达

目的 探究低氧诱导因子Hif-α在裂腹鱼亚科鱼类适应低氧环境中的作用及表达调控。方法 利用RT-PCR技术获得了裂腹鱼亚科鱼类13个代表物种的Hif-1αΑ、Hif-1αB、Hif-2αΑ和Hif-2αB基因编码区序列,基于裂腹鱼亚科鱼类系统进化关系开展了基因选择压力分析,并选取花斑裸鲤进行低氧诱导表达研究。结果 Hif-1αΑ、Hif-1αB、Hif-2αΑ和Hif-2αB基因编码区长度分别为2196、2325、2544和2511 bp。通过序列比对发现裂腹鱼亚科鱼类HIF1αΑNODD结构域中保守脯氨酸羟基化基序LxxLAP发生缺失,特化及高度特化的裂腹鱼的HIF1αBCODD结构域中脯氨酸羟基化基序突变为PxxLAP。与常氧组相比,在重度缺氧条件下花斑裸鲤的脑和心脏组织中部分Hif-α基因表达量显著下降,在中度低氧中心脏组织中的Hif-1αA和Hif-2αA基因表达量上调。结论 Hif-α基因在13个物种中受到正向选择作用,但具体物种分支有待进一步研究,同时裂腹鱼亚科鱼类在适应慢性低氧和急性低氧环境可能存在两种不同的表达调控机制。     

世界自然遗产预选地施秉鱼类物种组成

通过对贵州省中国南方喀斯特第二批世界自然遗产提名预选地施秉县的鱼类物种组成进行调查,共采集到鱼类46种,隶属于7目15科39属,其中鲤形目(Cypriniformes) 有28种,占本次调查的61％.在物种组成上,土著鱼类是该区域河流的主体,有40种,占87％;外来鱼类有6种,约占13％.其中外来入侵物种有食蚊鱼(Gambusia affinis);大银鱼(Protosalanx hyalocroaniah属于人工放养;从人工养殖地逃逸到野外的鱼类有4种,分别为草鱼(Ctenopryngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)和团头鲂(Megalobrama amblycephala).     

龙羊峡水库鱼类多维多样性空间分布格局

为了解龙羊峡水库鱼类多维多样性现状及空间分布格局,于2022年6月对龙羊峡的鱼类进行了调查,并结合鱼类物种出现与否、个体数和生物量3种数据类型对龙羊峡鱼类物种多样性、系统发育多样性和功能多样性现状及空间分布进行了研究。调查共采集鱼类2416尾, 94.24 kg,经鉴定有鱼类19种,隶属于4目7科17属,其中土著鱼类8种,外来鱼类11种。与历史调查相比,龙羊峡的土著鱼类减少,而外来种显著增加。基于3种数据类型计算的物种多样性、系统发育多样性和功能多样性分布结果存在差异,所以在研究鱼类生物多样性时应该结合多种数据类型对其进行综合评估。具体来看,龙羊峡物种丰富度分布呈现出库首>库尾>库中的特征,但个体数和生物量从库尾至库首逐渐减少; 3种数据类型计算出的鱼类系统发育多样性均在库中最高;基于物种出现与否和个体数两种数据类型计算的功能多样性均在库尾较高,而基于生物量数据计算的功能多样性则在库首较高。回归分析表明,龙羊峡鱼类系统发育多样性受外来物种显著影响,而物种多样性和功能多样性的变化与距大坝距离和外来种数量之间均不相关。     

基于基因家族大小的比较研究脊椎动物的适应性进化

同源基因家族的拷贝数在不同物种间普遍存在差异,这种差异是由不同的基因得失速率引起。众所周知,基因拷贝数变异是特定物种表型创新的可能原因。本研究选取具有代表性的脊椎动物主要类群并跨约6亿年进化时间的64个物种,鉴定了它们的同源基因家族,揭示了脊椎动物基因家族大小的进化模式。结果表明:在推断的存在于脊椎动物最近共同祖先的6857个基因家族中,有6712个都在至少一个种系中发生了大小的变化,而且基因家族在大多数种系中都是收缩的;其中,霍氏树懒(Choloepus hoffmanni)中有最高的基因家族收缩水平,而在斑马鱼(Danio rerio)中则相反。基于脊椎动物基因家族大小进化的高度动态性,本研究从基因家族大小变化的角度鉴定了一些可能与特定脊椎动物类群进化有关的基因组信号。结果观察到在现存真骨鱼类最近共同祖先基因组中出现了可能因全基因组复制所导致的高比例的基因家族扩增现象,随后在后裔物种中发生基因收缩事件。此外,本研究还发现了硬骨鱼特异性的orphan基因可能对这些鱼类在水生环境中的适应性进化有所贡献的证据,如在有些硬骨鱼中orphan基因与鳍、尾巴、肾脏等发育有关。本研究结果有助于深入了解脊椎动物基因家族大小的进化,同时为理解脊椎动物基因组进化与表型多样性的联系提供了理论证据。