基于COⅠ基因研究钱塘江三角鲂亲本放流和自然捕捞群体的遗传多样性与遗传分化.docx

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1、摘要：为研究三角鲂/%gwoAra侬termina1is亲本、放流和自然捕捞群体的遗传多样性现状和群体间的遗传分化，运用PCR产物纯化测序的方法，测定了三角鲂2个亲本群体、3个放流群体和1个自然捕捞群体共计6个群体224尾样品的线粒体细胞色素C氧化酶I亚基(CytOChrOnIeCoxidasesubunitI,CO1)基因序列。结果表明：在661bp序列中共检测到192个变异位点(占核甘酸总数的29.05%),A、T、C、G的平均含量分别为26.5乐28.0%、29.0%和16.5%,A+T含量(54.5%)高于G+C含量(45.5%)；共检测到31个单倍型，其中，6个为至少2个群体共享的单

2、倍型,hap9和hap2为第一、二优势单倍型,分别占样本总数的48.66%和22.32%,25个为仅1个群体享有的特有单倍型(占总样本数的13.4%),这与基于单倍型的网络结构图得出的hap9为最原始单倍型的结果一致；6个群体的单倍型多样性(H)为0.710-0.848(平均值0.705),核甘酸多样性(0为0.003070.00840(平均值0.00578),其中，景山亲本群体遗传多样性最高，余杭放流群体遗传多样性最低；群体间遗传分化系数()为-0.009340.19355(平均值O09909),基因流(加1；分子方差分析(AMOVA)显示，群体内遗传变异为90.09%,群体间遗传变异为99

3、1%,6个群体间的NeiS遗传距离为0.0030.009。研究表明，钱塘江三角鲂群体遗传多样性较高，群体间基因交流较多，部分群体间存在中等遗传分化，自然捕捞与养殖群体间不存在显著的遗传分化。关键词：三角鲂；钱塘江；Co1基因；群体；遗传分化；遗传多样性三角鲂MegaIObramatermina1is,因背鳍高、头尖尾长，从侧面观察形似三角形而得名，为鲂属鲤形目，主要分布在中国长江水系、黄河水系、黑龙江水系等淡水区域，其体大肉厚，肉质嫩滑，深受消费者的喜爱，是中国重要的经济鱼类之一。历史上，钱塘江渔业资源丰富，除盛产富春江鳏鱼Tenua1osareevesii、花妒1ateo1abraxJapo

4、nicus和子陵鱼Rhinogobiusgiurinus等多个种外，三角鲂的野生资源也很丰富。近年来，钱塘江渔业资源衰退，三角鲂野生资源也日益衰退。和其他鱼类一样，为了修复、补充野生资源，三角鲂也进行了大规模的增殖放流。据杭州市渔政渔港监督管理总站不完全统计，仅2018年钱塘江中下游就放流了三角鲂冬片5.4万kgo目前，有关三角鲂的研究较多，早期主要集中在种群形态差异、分类整理、染色体核型与DNA含量、胚胎发育和脑垂体超微结构等方面，近年来出现了一些有关线粒体基因组方面的研究报道。谢楠等利用细胞色素b基因(CyS)研究了鲂属种间的分类情况；赖瑞芳等和HU等对鲂属鱼类线粒体基因序列及种间亲缘关系

5、进行了研究；另外，也有少量关于转录组的研究报道。但有关三角鲂放流苗种的种质质量、放流群体的遗传多样性及遗传分化等研究尚未见报道。种质是生物体亲代传递给子代的遗传物质，而遗传多样性是衡量种质优劣的重要指标。广义的遗传多样性是指生物种内和种间的遗传差异度，遗传多样性越高，物种或种群对环境的适应力越强。细胞色素C氧化酶亚基I(CytOChromeCoxidasesubunitI,CO1)基因是线粒体基因的重要组成部分，具有结构简单、进化速率适中、多态性较高及易被通用引物扩增等特点。作为一种DNA条形码，Co1基因被广泛应用于不同生物类群的种类鉴定中，也被用于种群的遗传多样性分析和系统进化分析中。本研

6、究中，以亲本群体、放流群体和钱塘江自然捕捞群体为研究对象，测定了钱塘江三角鲂6个群体的C0基因序列，并对其进行遗传多样性和群体遗传分化研究，以期为评估放流苗种种质质量和指导其科学增殖放流提供理论依据和基础数据。1材料与方法11样本来源试验群体为2个良种场亲本群体、3个放流群体和1个钱塘江自然捕捞群体，其中景山亲本群体(JS)和柏松亲本群体(BS)采集于各良种场,采集对象是当年参与繁殖的亲本；余杭(YH)、桐庐(T1)和建德(JD)放流群体采集于放流现场,采集对象是放流冬片鱼的苗种(体质量约20g),利用渔业资源监测网点，在钱塘江中下游的桐庐、新桐乡、富阳、一桥和六桥5个捕捞位点采集自然捕捞群体

7、(B1)亲本群体，尽量采集所有参加繁殖的个体，放流群体随机采集。所有样本取样部位均为尾鳍，所有样本保存于分析纯乙醇中，带回实验室备用。样本采集时间、采样信息见表1和图Io图1三角鲂采样点分布Fig.1Samp1ingsitesofb1ackbreamMaga1obramatermina1is表1三角鲂样品采集信息Tab.1Samp1eco11ectinginformationonb1ackbreamMega1obramatermina1is类型群体样品采集地采柒数fttiu1分析样本inrrsamp1rnum1cranahaxrddimp1ingoIkmg1inJingiumHatkhrn,1

8、96482018-04-22broods4(*kpopu1ation柏松BS杭州市前山瓜沥的的松良种场HafigziMMiXiaOS1IanGua1iBainMigHatchcn75482018-05-09余杭YH余杭区饯塘江放流现场rrIraMMI%i1inYu1uuigQiaiitaiigRivtr140322018-12-06放流群体re1easedpopu1ation柑庐T1.桐庐钱塘江放流现场re1easedsiteinTong1uQiantangHivcr150322018-12-06建德IJD建循线靖江放流现场kw变异位点(Variab1OSites)、简约信息位点(ParSin

9、rinfOsites)。将得到的Meg文件导入DNASP5.10软件包进行计算，得到群体的单倍型数(numberofhap1otypes)、单倍型多样性(hap1otypesdiversity,J)、核甘酸多样性(nuc1eotidediversity,2)、平均核甘酸差异数(nuc1eotidedifferences,),其中代表每个群体内两个随机选取的mtDNA序列间平均每个位点的核甘酸数目。利用Ar1eq11in3.11软件中的分子方差分析(ana1ysisofmo1ecu1arvariance,AMOVA)估算遗传变异在群体内和群体间的分布及地理群体分化水平(尸StatiStics,)

10、,运用N=(1E)/(4)公式计算基因流(N)O利用Network4.6软件构建单倍型的简约中介(reduced-median,medium-join(MJ)网络图。2结果与分析2.1序列多样性和单倍型分析三角鲂样本经PCR扩增、电泳后得到清晰的Co1基因条带，长度约为700bp(图2)。7654321MMDNAmaker：17一景山三角鲂样本。MDNAmaker；1-7JSpopu1ationsofb1ackbreamMega1obramatermina1is.图2三角鲂mtDNAR1基因PCR扩增电泳图Fig.2PCRamp1ificatione1ectrophoresisofmtDNC0

11、geneofb1ackbreamMega1Obrarnatermina1is利用C1usta1X软件对测序所获目的片段进行手工校对，获得长度为661bp的同源序列，经BIaSt同源性分析，与三角鲂线粒体DNA全序列(GenBank:MN604232.1)中C0序列的一致性高达99.97%,确认所测序列为三角鲂Co1序列。在661个位点中，共检测到192个变异位点,占总位点数的29.05%,其中，简约信息位点51个，单碱基变异位点141个。COI序列中碱基A、T、C、G的平均含量分别为26.5%(25.8%27.2%)、28.0%(27.0%-29.0%)、29.0%(28.1%-29.9%)和

12、16.5%(15.4%-17.9%),其中，C碱基含量最高，G碱基含量最低，且A+T的含量(54.5%)高于CG的含量(45.5%),具有一定的A.T偏好性和C碱基偏好，表现出了碱基组成的偏向性，与赖瑞芳等对鲂属种群研究结果相同。224尾三角鲂样本共检出31种单倍型(表2),其中，6种为共享单倍型，25种为单个群体的特有单倍型。hap9是6个群体的共享单倍型，为第一优势单倍型，占样本总数的48.66%；hap2为5个群体的共享单倍型，占样本总数的22.32%；hap4和hap5为3个群体的共享单倍型,分别占样本总数的9.38%和4.46%；hap1和hap21为2个群体的共享单倍型，均占样本总数的0.89%。表2三角鲂6个群体线粒体CO基因单倍型分布Tab.2Distributionof31hap1otypesonmtDNACOIgeneofsixpopu1ationsofb1ackbreamMega1obramatermina1is单倍型(个体分布数)numberanddistributionofhap1otype群体Popu1atiOn每种单倍型占比7%hap1oidratiopertype景山JS柏松BS捕捞B1建德JD桐庐T1余杭YHHap1(2)2O.89Hap2(50)