中国东南沿海墨吉明对虾分子系统地理学研究

摘要

墨吉明对虾是中国东南沿海生态系统的关键种和重要的渔业经济种。随着近几年来南美白对虾养殖的大力发展，出现的难题也逐渐增多，例如进口亲虾越来越贵、种质资源降低、病害加剧等严重影响其效益。因此寻找替代品种来保证对虾行业的产出量，是当务之急。而从70年代开始，我国就开始了对墨吉明对虾的胚胎发育、育苗等养殖技术的研究。墨吉明对虾养殖曾在我国对虾养殖中占重要地位，墨吉明对虾野生种质资源也可从我国自然海区捕获，且又具有价格相对便宜、抗病性较强等优点，已受到养殖户的广泛关注。 但是截止目前，我们对于墨吉明对虾自然种群在中国东南沿海的种群组成、遗传结构等遗传学属性的了解还是空白。因此，我们采集了覆盖墨吉明对虾在中国近海主要分布地区的自然群体样品，选用当下比较流行的线粒体标记和微卫星分子标记，对这个自然物种的种群遗传结构进行了进一步的分析，以期对其能有更好的理解。 首先利用RAD测序的方法，开发了墨吉明对虾多态性微卫星标记。结果共获得多态性墨吉明对虾微卫星标记23个，各标记等位基因分布范围为3-16，各标记的观测杂合度（HO）和期望杂合度（HE）的分布范围分别为0.2188-1.0000和0.4430-0.8819，而各标记的“哈迪温伯格”平衡测试的结果表明，5个位点背离了哈迪温伯格平衡。其中只有4个位点显示出中多态性（0.250.5）。 采集覆盖墨吉明对虾在中国沿海分布范围的9个墨吉明对虾自然群体，使用线粒体Control Region标记，对中国沿海墨吉明对虾种群遗传结构进行了分析。所有的样本共检测到191个多态性位点（S），共定义181个单倍型（Nh）。墨吉明对虾总体反映出非常高的单倍型多样性（0.9958±0.0010）和较高的核苷酸多样性（0.021798±0.010897)。通过构建群体间的系统发育树（NJ树）发现，来自北部湾的临高群体（LG）、北海群体（BH）、企沙群体（QS）单独据为一支（GOT），剩下6个群体（Clade I）成分散态势，没有形成与地理群体对应的分支，与地理位置没有明显的相关性。以组（GOT）和组（Clade I）为依据，进行组间、组内群体间和群体的内部的分级分子方差分析，分析结果表明，墨吉明对虾Control Region区序列几乎所有的遗传差异（99.22%）均来源于群体内部，组内群体间和组间的遗传差异分别占0.37%和0.41%。核苷酸不配对分布曲线分析和中性检验分析均表明墨吉明对虾群体在中国海域历史上发生过扩张。由此可以推算出墨吉明对虾群体扩张事件发生在距今115559-39518年前。属于更新纪晚期。上述分析都说明墨吉明对虾群体，两个组（GOT和Clade I）之间存在明显的遗传差异，组内部各群体间遗传差异非常微弱。 采集覆盖墨吉明对虾在中国沿海分布范围的9个墨吉明对虾自然群体，使用16对微卫星标记，对中国沿海墨吉明对虾种群遗传结构进行了分析。 所有的群体显示出高度的基因多样性厦门群体（He=0.5557～0.6870）。计算各自然群体对间的FST值，仅有34个群体对之间的FST值高于0.01，最高值仅为0.06049，这表明群体对之间的遗传分歧程度普遍很低。显著性检验的结果显示，有25个群体对之间的FST值通过了检验，其中，企沙群体（QS）与其他9个群体分别存在显著性的遗传分歧，表明企沙群体（QS）其他群体的遗传分歧程度较大。AMOVA结果显示，全部自然群体中仅有2.25%的遗传变异来自于群体间，而97.75%的遗传变异来自于群体内部（P=0.00000），将9个群体分为北部湾组和剩余群体组两个组，来对组间的遗传差异程度进行评价，2个组间（P=0.00000）和组内群体间（P=0.00000）存在微弱但是显著性的遗传分歧。但群体内部虽存在较大的遗传变异，但是不显著（P=0.42424）。Structure软件的分析结果表明：将种群数（K）设定为3时，9个自然墨吉明对虾群体除了处于北部湾地区的北海群体和企沙群体带有特异的假定种群的特征外，剩余7个群体都基本带有几乎相同程度的各个假定种群的特征。这些结果说明9个自然群体间存在两个与地理位置有相关性的两个种群。

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第一章 引 言

1.1系统地理学综述

1.1.1 生物多样性概述

1.1.2 种群遗传结构概述

1.1.3分子系统地理学概述

1.2常用的DNA标记方法和常用的微卫星引物开发方法综述

1.2.1线粒体标记概述

1.2.2微卫星标记概述

1.2.3其他分子标记方法概述

1.2.4微卫星引物开发的几种方法

1.3墨吉明对虾研究综述

1.3.1墨吉明对虾基本生物学特征

1.3.2墨吉明对虾生态和生物学特征

1.3.3墨吉明对虾种群遗传结构研究进展

1.4本研究的目的和意义

第二章 基于线粒体Control Region序列墨吉明对虾的种群遗传结构及分子系统地理学研究

2.1 材料与方法

2.1.1 材料

2.1.2 方法

2.2 结果

2.2.1序列特征及遗传多样性分析

2.2.2系统发育关系分析

2.2.3种群遗传结构分析

2.2.4 历史动态分析

2.3 讨论

2.3.1墨吉明对虾群体遗传多样性

2.3.2系统发育关系分析和种群遗传结构分析

2.3.3种群历史动态

2.3.4系统地理格局

第三章 墨吉明对虾微卫星引物的开发

3.1 材料与方法

3.1.1 材料

3.1.2 方法

3.2 结果

3.2.1多态性微卫星引物

3.3讨论

第四章 基于微卫星标记的墨吉明对虾的种群遗传结构及分子系统地理学研究

4.1材料与方法

4.1.1材料

4.1.2方法

4.2结果

4.2.1不同群体的遗传多样性分析

4.2.2不同群体间的遗传分歧分析

4.2.3不同群体间的多维尺度分析

4.2.4分子方差分析

4.2.5个体分配分析

4.3 讨论

4.3.1群体遗传多样性和遗传结构分析

4.3.1结合线粒体标记的几点思考

全文总结

参考文献

附录

致谢