鯧屬魚類形態(tài)學和遺傳學研究.pdf

1、鯧屬（Pampus）魚類廣泛分布于西太平洋一印度洋，是一類重要的經濟魚類，隸屬于鱸形目(Perciformes)、鯧亞目(Stromateoidei)、鯧科(Stromateidae)，我國鯧科魚類中僅見鯧屬。迄今為止，已經報道的有效種有6種，分別為銀鯧（Pampus argenteus）、鐮鯧（Pampus echinogaster）、灰鯧（Pampus cinereus）、翎鯧（Pampus punctatissimus）、珍鯧(P

2、ampus minor)和中國鯧(Pampus chmensis)。由于鯧屬魚類在外部形態(tài)上的相似性，在種類鑒定時往往會出現一些偏差，并且現如今的鯧屬魚類的形態(tài)特征描述方面存在不足和大量的錯誤，因此本研究以鯧屬魚類為研究對象，采集6種鯧屬魚類樣品，對其形態(tài)特征進行描述并對其DNA條形碼進行擴增，提出標準的DNA條形碼，并對GenBank中的相關序列進行糾正;同時還測定了鯧屬魚類的線粒體基因組全序列，分析各種的線粒體基因組結構，并基于線粒

3、體基因組探討鯧屬魚類間的演化及系統(tǒng)發(fā)育關系;綜合運用線粒體DNA控制區(qū)序列和微衛(wèi)星分子標記技術(SSR)，展開鯧屬魚類的群體遺傳學研究。主要結果如下:
　　1、鯧屬魚類形態(tài)特征描述和DNA條形碼研究
　　1.1 通過對鯧屬魚類可數性狀（背鰭鰭棘和鰭條、胸鰭鰭條、臀鰭鰭棘和鰭條、尾鰭鰭條、第一鰓弓鰓耙數、脊椎骨數等）和可量性狀（體長、叉長、頭長、眼后頭長、吻長、眼徑、眼間距、尾柄長、尾柄高、體高等）的測量，對各種類的主要形態(tài)特

4、征進行描述，并總結出新的鯧屬魚類檢索表。其中，在鯧屬魚類的耳石的比較中，發(fā)現各種耳石間存在顯著的差異，通過判別分析和聚類分析能準確的將其分開。
　　1.2 本研究對6種鯧屬魚類的DNA條形碼進行擴增，確定其物種有效性，并結合GenBank數據庫中的相關數據，糾正數據庫中的錯誤物種條形碼序列，最終提出物種對應的標準DNA條形碼，結果也強烈支持DNA條形碼技術在鑒別鯧屬魚類方面的有效性。
　　2、鯧屬魚類線粒體基因組結構和系統(tǒng)發(fā)

5、育研究
　　2.1 本研究采用步移法擴增了6種鯧屬魚類的線粒體基因組全序列，銀鯧(KJ569773)、鐮鯧(KF373560)、灰鯧、翎鯧(KF534725)、珍鯧和中國鯧(KJ569772)的線粒體基因組全序列長度分別為16544bp、17694 bp、16540 bp、16551 bp、16698 bp和16534bp。各種類均包括13個蛋白質編碼基因、2個rRNA基因、22個tRNA基因（鐮鯧包含有23個tRNA基因）和2個

6、非編碼區(qū)（控制區(qū)和OL區(qū)）?；蛟贖鏈（重鏈）、L鏈（輕鏈）上非均勻分布，除ND6和8個tRNA基因(Gln、Ala、Asn、Cys、Tyr、Ser-UCN、Glu和Pro）由L鏈編碼外，其余28個基因均由H鏈編碼，僅在鐮鯧中發(fā)現基因重排現象。在堿基組成上，表明鯧屬魚類線粒體基因組中G和C的含量在兩條鏈間均具有明顯的偏向性，即重鏈呈現對堿基C的偏倚，而輕鏈更偏向堿基G。在不同片段中，這種偏向性的程度不同，均以重鏈的蛋白質編碼基因密碼子第

7、三位點最為顯著。13個蛋白質編碼基因共78個起始密碼子，對應片段的起始密碼子相同，終止密碼子有完全和不完全終止密碼子兩種。在控制區(qū)識別了終止序列區(qū)、中央保守區(qū)（CSB-F、CSB-E和CSB-D）和保守序列區(qū)（CSB-1、CSB-2和CSB-3）。
　　2.2 聯(lián)合線粒體基因組中各進化速率不同的片段重建鯧屬魚類系統(tǒng)發(fā)育關系，可以看出鯧屬魚類屬于單系發(fā)生類群，珍鯧和鐮鯧屬于較為原始的種類，銀鯧和灰鯧處于系統(tǒng)進化樹的頂端，代表著最新演

8、化的種類，這一結果與形態(tài)進化結果略有不同，可能與各種類間生活習性趨同進化的結果有關。綜合Cyt b和COI基因推算鯧屬魚類分化時間的結果顯示，鯧屬魚類在中新世就已經進化分類出來，隨著時間的推移，各自分別適應不同的生活環(huán)境，接受不同的自然選擇壓力，從而朝著不同的進化方向發(fā)展，隨著變異的不斷積累從而形成不同的物種。
　　3、鯧屬魚類群體遺傳學研究
　　3.1 銀鯧群體遺傳學研究
　　(1)基于線粒體控制區(qū)對采集于中國、科威

9、特和巴基斯坦的6個銀鯧群體進行群體遺傳學研究，結果顯示銀鯧群體呈現出較高的遺傳多樣性，這可能與較廣闊的生境范圍、較大有效種群和所處的分布區(qū)位置有關。在銀鯧的地理分布范圍內檢測到2個顯著的譜系分支，存在兩個分化的類群，但是這兩個分化的類群在空間上的分布頻率并不存在顯著差異，即不存在地理結構。推測銀鯧群體可能在歷史上發(fā)生過異域分化，隨后分化的類群間再次混合發(fā)生二次連接。此外，核苷酸不配對分布和中性檢驗均說明銀鯧群體顯著偏離中性，暗示其經歷了

10、群體擴張事件。
　　(2)基于微衛(wèi)星分子標記開展銀鯧群體遺傳學研究，結果顯示銀鯧群體在7個微衛(wèi)星位點上均表現出較高的遺傳多樣性，在6個群體間未檢測到顯著的遺傳分化，各群體在自由交配群體的分配中差別不大，這可能與銀鯧自身的生活習性和生活史特征（魚卵和仔魚的擴散能力）有關，同時沿岸流和海流在促進不同地理群體間的基因交流也起到了一定的作用。
　　3.2 鐮鯧群體遺傳學研究
　　(1)基于線粒體控制區(qū)對采集于中國沿海的7個鐮鯧

11、群體進行群體遺傳學研究，結果顯示鐮鯧群體間呈現出中等水平的遺傳多樣性，在研究海域內鐮鯧群體間未檢測到明顯的系統(tǒng)地理分化，表現出較高的遺傳同質性，一方面可能是因為末次冰期后鐮鯧群體發(fā)生大范圍棲息地擴張所引起的;另一方面可能是由于鐮鯧本身的生活史特征造成的，在洋流的作用下鐮鯧群體間應存在較高頻率的基因交流。此外，核苷酸不配對分布和中性檢驗均說明鐮鯧群體顯著偏離中性，暗示其經歷了群體擴張事件。
　　(2)基于微衛(wèi)星分子標記開展鐮鯧群體遺

12、傳學研究，研究結果顯示鐮鯧在微衛(wèi)星DNA上呈現出較高的遺傳多樣性，這可能一方面由微衛(wèi)星DNA較高的遺傳突變速率引起的;另一方面可能與鐮鯧較大的有效種群數量和其廣泛的分布區(qū)及多樣的棲息生境有關;此外與鐮鯧群體未經歷瓶頸效應事件有關。同時在鐮鯧的群體間分化很微弱，并未形成顯著的地理格局，表明黃、渤海和東海的鐮鯧是一個隨機交配群體，這一結果可能是由其生活史特征和中國海域內海流共同塑造形成的。
　　3.3 中國鯧群體遺傳學研究
　　

13、(1)基于線粒體控制區(qū)對中國和巴基斯坦的4個中國鯧群體進行群體遺傳學研究，研究結果顯示中國鯧的遺傳多樣性仍處于較高的水平，這可能主要與棲息環(huán)境的異質性有關。中國鯧群體內檢測到兩大單倍型類群，主要為中國群體類群和巴基斯坦群體類群，這可能是由于更新世冰期海平面下降導致邊緣海間被隔離而形成分化的。并且中、巴群體間檢測到顯著的遺傳分化，提示中國鯧的中國群體和巴基斯坦群體間基因交流十分有限，造成這一結果的一種原因可能與地理隔離有關，另一種可能是有

14、效補充到新群體中的機會幾乎不存在或者很微弱。中國和巴基斯坦群體的核苷酸不配對分布分析和中性檢驗的結果都顯示各自經歷群體擴張事件。
　　(2)基于微衛(wèi)星分子標記開展中國鯧群體遺傳學研究，研究結果顯示中國鯧在微衛(wèi)星DNA上呈現出較高的遺傳多樣性，這可能一方面由微衛(wèi)星DNA較高的遺傳突變速率引起的;另一方面可能與中國鯧廣泛的分布區(qū)及多樣的棲息生境有關;此外與中國鯧群體未經歷瓶頸效應事件有關。中、巴群體間檢測到顯著的遺傳分化，造成這一結果

15、的一種原因可能與地理隔離有關，另一種可能是中國鯧的生活史特征起到了一定的作用，但是由于缺乏其生活史特征的研究背景資料，還有待于進一步研究確認。
　　3.4 珍鯧群體遺傳學研究
　　(1)基于線粒體控制區(qū)對采集于中國沿海的2個珍鯧群體進行群體遺傳學研究，研究結果顯示珍鯧群體呈現出較高的遺傳多樣性水平。珍鯧群體間具有顯著的遺傳分化，但未檢測到與地理相對應的譜系結構。推測瓊州海峽的存在是導致珍鯧群體產生分化的主要原因，同時還可能與

16、其自身的生活史特征有關（幼體擴散能力、定棲性、遷移率等）。由于關于珍鯧生活史特征等相關研究的缺少，導致我們的推測還需要進一步驗證。核菅酸不配對分布分析和中性檢驗的結果都表明珍鯧群體經歷了群體擴張事件。
　　(2)基于微衛(wèi)星分子標記開展珍鯧群體遺傳學研究，研究結果顯示珍鯧在微衛(wèi)星DNA上呈現出較高的遺傳多樣性，這可能一方面由微衛(wèi)星DNA較高的遺傳突變速率引起的;另一方面可能與珍鯧較大的有效種群數量和其廣泛的分布區(qū)及多樣的棲息生境有關