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基于3种线粒体标记探讨中日沿海角木叶鲽遗传多样性差异
崔静, 徐明芳, 章群, 李瑶, 曾晓舒, 李莎
生物多样性    2022, 30 (5): 21485-.   DOI: 10.17520/biods.2021485
摘要   (1879 HTML32 PDF(pc) (1166KB)(1478)  

角木叶鲽(Pleuronichthys cornutus)是东亚沿海重要的鲽形目经济鱼类, 为更好地保护和开发利用其种质资源, 有必要全面了解其遗传背景。本研究测定了中国和日本沿海7个群体200尾角木叶鲽线粒体控制区(CR) 5'端、细胞色素b (Cytb)和NADH脱氢酶第二亚基(ND2)基因序列, 比较不同标记在解析遗传多样性和种群结构上的可行性与有效性, 阐明中日沿海角木叶鲽群体间出现遗传分化的分子机制。CR序列分析发现中日沿海7个角木叶鲽群体遗传多样性表现出较高的单倍型多样性(Hd = 0.9699)和较低的核苷酸多样性(π = 0.0061); 各群体间无显著的遗传分化(FST = -0.0197-0.0184, P > 0.05); 单倍型网络未显示出明显的地理聚群和谱系结构; 分子方差分析(AMOVA)表明变异主要发生在群体内部(> 99.17%)。进一步通过CytbND2基因分别与CR序列对比分析, 结果表明群体遗传多样性均表现为高Hd (0.9683-0.9829)低π (0.0050-0.0063)模式, 仅有ND2基因分析FST值(FST = 0.0302, P < 0.05)显示了中国碣石(GDJS)和日本明石(JAP)群体间显著的低水平遗传分化现象。CRCytbND2的单倍型网络图均无明显的地理聚类和谱系结构, AMOVA分析也显示变异主要来源于群体内(> 98.39%)。种群历史动态分析结果显示, 角木叶鲽可能在第四纪中更新世晚期经历了群体扩张事件, 扩张时间分别为31.93-9.58万年前(CR)、27.53-22.02万年前(Cytb)和26.99-18.75万年前(ND2)。综上所述, 中日沿海的角木叶鲽具有较高遗传多样性, GDJS和JAP群体间存在低度分化; ND2基因比CRCytb序列更适于分析角木叶鲽种群遗传结构, 选择多个遗传标记可有效弥补单一标记分析遗传多样性的局限性; 推测冰期两大独立避难所的形成及GDJS和JAP群体距离相隔较远是其发生遗传分化的主要原因。研究结果为中日沿海角木叶鲽渔业资源的种质保护与可持续利用提供了理论依据。


分组方式
Method of grouping
变异比例 Percentage of variation (%) FST 统计值
FST statistics (P-value)
组群间
Among groups
组群内群体间
Among populations within groups
群体内
Within populations
7个群体
Seven populations
0.050 - 99.950 0.00054 (P > 0.05)
中国6个群体和日本1个群体
Six populations from China and
one population from Japan
-0.260 0.140 100.120 -0.00118 (P > 0.05)
濑户内海、中国黄海、东海和南海
Seto inland sea, Yellow Sea,
East China Sea, and South China Sea
-0.410 0.410 100.000 0.00003 (P > 0.05)
台湾海峡以南和台湾海峡以北
North of Taiwan Strait and
south of Taiwan Strait
0.990 -0.160 99.170 -0.00168 (P > 0.05)
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表4 基于CR的角木叶鲽群体AMOVA分析
正文中引用本图/表的段落
将角木叶鲽7个群体根据整体、中国和日本群体、不同海域及台湾海峡划分组群进行AMOVA分析, 结果如表4所示。各分组方式的变异主要发生在群体内, 变异比例高达100.120%, 这与单倍型网络图所反映的不同海域分布的单倍型未形成谱系结构的结果相一致。
根据表5中的5个角木叶鲽群体的经纬度信息(表1)和ND2基因序列, 在AIS 1.0软件中进行Mantel Test检测角木叶鲽各群体间的地理距离与遗传分化值的相关程度, 并构建遗传距离空间分布图。Mantel Test结果显示遗传距离和地理距离不具有显著相关性(r = -0127, P > 0.05, 1,000个排列)。从遗传距离空间分布图(图3)可看出沿南部边缘从东到西, 存在一个较为平缓的曲面, 表明基因流动的障碍较低; 同时可见4处明显上升的尖峰, 但群体间变化幅度相对小, 其分布没有明确的空间模式。Mantel Test分析结果支持ND2基因的遗传距离空间分布图和成对FST值(表6), 即群体间遗传分化和地理距离之间没有显著相关性。结合AMOVA分析(表7)表明种群的变异主要发生在群体内, 因此中国碣石群体和日本明石群体间的遗传分化是微弱且不稳定的。
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