中國鱭魚的形態(tài)變異、遺傳多樣性及系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、鱭屬魚類(genusCoilia，Gray183D簡稱鱭魚，是中小型魚類，在分類學上屬于鯡形目(Clupeiforms)、鳀科(Engraulidae)。它們主要分布在太平洋的西北部和西部，向南延伸到汕頭的北部，向北延伸到日本西南部的Ariake海峽。在中國境內(nèi)主要有4種鱭魚，即刀鱭(C.ectenes)、風鱭(C.mystus)、七絲鱭(C.grayiD和短頜鱭(C.brachygnathus)。有學者將定居在太湖里的湖鱭視為刀鱭的一

2、個新亞種，命名為Coiliaectenestaihuensis，但這種觀點仍存有爭議。4種鱭魚中，刀鱭和風鱭是經(jīng)濟價值比較高的種類。 為理解鱭屬刀鱭和風鱭2物種共4個種群的形態(tài)差異，以方便地鑒別它們，并有利于鱭魚漁業(yè)資源的有效管理，本研究采用刀鱭風鱭的形態(tài)框架數(shù)據(jù)進行多變量分析。每尾魚測量了18個形態(tài)框架數(shù)據(jù)加上體長數(shù)據(jù)，共19個形態(tài)學數(shù)據(jù)。采用Burnaby的多變量方法獲得校正后的形態(tài)學數(shù)據(jù)，以用于后來的統(tǒng)計分析。使用多變量分

3、析中的聚類分析和判別分析進行研究。結(jié)果表明：(D4種群被聚類成3組：第l組包括長江風鱭(ChangjiangCoiliamystus)和太湖湖鱭(TaihuC.ectenes)，第2組包括珠江鳳鱭(ZhujiangC.mystus)，第3組包括長江刀鱭(ChangjiangC.ectenes)：(2)采用挑選后的4個形態(tài)參數(shù)進行的判別分析，結(jié)果顯示判別準確率在88％至100％之間，綜合判別率是95％。我們的結(jié)果揭示鱭魚的不同種群有如下的

4、形態(tài)特征：不同種但生活在地理位置上近的種群，要比同種的但生活在地理位置上遠的種群形態(tài)更相似。這種形態(tài)特征在魚類中是否是普遍現(xiàn)象有待研究。隔離和適應是形態(tài)差異形成的很重要的因素。本研究結(jié)果提示鱭屬魚類的分類關(guān)系需要被重新考慮。本研究同時也揭示，正確的形態(tài)學數(shù)據(jù)校正方法對于獲得正確的結(jié)果是很重要的。 在線粒體DNA(mitochondrialDNA，mtDNA)水平上研究了刀鱭與湖鱭的遺傳多態(tài)性和遺傳關(guān)系。所用方法為：(1)對細胞色

5、素6(cytochromeb,cytb)基因進行PCR—RFLP(RestrictionFragmentLengthPolymorphism)分析；(2)對細胞色素6基因片斷序列直接進行分析。結(jié)果如下：(DPCR-RFLP結(jié)果：有7個限制性內(nèi)切酶在cytb基因上至少有一個識別位點，共檢測到6種不同的單倍型(haplotype)，每種酶有一至兩種限制性酶切譜式；刀鱭和湖鱭的單倍型多樣性(haplotypediversity)指數(shù)分別為0．

6、1613和0．2713；刀鱭和湖鱭的核苷酸多樣性(nucleotidediversny)指數(shù)分別為O．6173％和L3298％：分子方差分析(AnalysisofMolecularVariance：AMOVA)揭示，群體間的差異對總變異的貢獻率少于0．1％，主要的變異還是來自于種群內(nèi)部。(2)細胞色素6基因片斷序列直接進行分析：這兩個群體中共檢測到5種不同的單倍型；刀鱭和湖鱭的單倍型多樣性指數(shù)分別為0．9000和0．7000；核苷酸多樣

7、性指數(shù)分別為0．3763％和0．4301％；分子方差分析(AMOVA)顯示兩者遺傳分化的水平很低，群體間的差異對總的變異沒有貢獻。結(jié)果提示刀鱭湖鱭還沒有形成隔離的遺傳結(jié)構(gòu)，可能還是一個隨機交配的群體。以上兩個角度的研究結(jié)果均支持以下觀點：湖鱭和刀鱭是地理種群關(guān)系，兩者之間的差異尚未上升到亞種水平。 為研究鳳鱭(C.mystus)的長江群體和珠江群體的遺傳多態(tài)性、遺傳關(guān)系及進化特征，本論文使用線粒體DNA(mtDNA)的細胞色素6

8、(cytb)基因片斷序列進行分析。在該基因片斷上共檢測到44個變異位點，總變異率為n．5％。由于p距離(p-distance)比較適合近緣種間遺傳距離度量。故本文計算了鳳鱭兩群體的p距離。結(jié)果顯示鳳鱭長江群體內(nèi)部的遺傳距離為O．3％一L0％，珠江群體內(nèi)部的遺傳距離為0．5％-0．8％，而長江群體與珠江群體之間的遺傳距離為9．4％-10．9％，兩群體之間如此大的遺傳距離，提示鳳鱭的長江種群和珠江種群之間的分化程度可能已經(jīng)達到亞種水平。這兩

9、個群體具有完全不相同的單倍型，其中長江群體5個個體中共檢測到5種不同的單倍型，單倍型多樣性指數(shù)為L000，核苷酸多樣性指數(shù)為O．677％；珠江群體5個個體中共檢測到4種單倍型，單倍型多樣性指數(shù)和核苷酸多樣性指數(shù)分別為0．900和O．573％。對兩者序列的自然選擇檢驗分析(Ka/Ks檢驗和Mcdonald-Kreitman，MK檢驗)表明，自然選擇(naturalselection)在兩者差異形成過程中起重要的作用，而隨機遺傳漂變(ran

10、domgeneticdrift)不起主要作用。 以線粒體DNA上的cytb、12SrRNA和16SrRNA基因片斷序列為線索，對鱭屬的刀鱭、湖鱭、鳳鱭和七絲鱭共4個類群的17個樣本，進行分子系統(tǒng)發(fā)育和進化特征研究。結(jié)果如下：(1)Farris檢驗顯示這3個基因片斷的同質(zhì)性較好，可以將它們結(jié)合起來做數(shù)據(jù)聯(lián)合分析：(2)基于hLRTs(hierarchical¨kelihoodratiotests)標準的Medeltest檢驗表明該

11、聯(lián)合數(shù)據(jù)集的最適模型是HKY+G模型；(3)基于HKY+G模型構(gòu)建了鄰接Neighbour-joining(NJ)樹和最大似然Maximumlikelihood(ML)樹。構(gòu)建最大簡約Maximumparsimony(MP)樹時不需要模型。3棵系統(tǒng)樹均呈現(xiàn)出大致相同的拓撲結(jié)構(gòu)。它們均支持鱭屬4個類群分成兩支，其中七絲鱭的4個樣本構(gòu)成一個單系類群，其bootstrap支持率為88％一100％；剩下的刀鱭、湖鱭和鳳鱭共13個樣本構(gòu)成另一個單

12、系類群，它們的bootstrap支持率為83％-98％；(4)將NJ樹、MP樹和ML樹的拓撲結(jié)構(gòu)進行兩兩比較的Templeton檢驗。結(jié)果顯示三顆進化樹中以ML樹為最優(yōu)，MP樹其次，NJ樹最差，但三棵樹的拓撲結(jié)構(gòu)均無顯著差異(P>0．05)：(5)用LiandBousquet(1992)提出的相對速率檢驗(relative-ratetest)法來檢測鱭屬魚類內(nèi)部是否存在局部分子鐘。結(jié)果表明各分支間進化速率差異不顯著，提示鱭屬魚類有局部的