龐美霞俞小牧童金茍

(1. 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所, 淡水生態(tài)與生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430072； 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

三峽庫(kù)區(qū)5個(gè)鰱群體遺傳變異的微衛(wèi)星分析

龐美霞1,2俞小牧1童金茍1

(1. 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所, 淡水生態(tài)與生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430072； 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

研究利用 10個(gè)高度多態(tài)的微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)三峽水庫(kù)秭歸、巫山、云陽(yáng)、忠縣、木洞等 5個(gè)庫(kù)區(qū)鰱(Hypophthalmichthys molitrix)的野生群體進(jìn)行了遺傳多樣性分析。檢測(cè)到161個(gè)等位基因, 群體共有等位基因84個(gè), 每個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)的等位基因數(shù)7—29不等。平均觀測(cè)雜合度Ho為0.784—0.846, 平均期望雜合度He為0.828—0.847, 平均多態(tài)信息含量PIC為0.797—0.817。Fst值為–0.001—0.009, 表明5個(gè)鰱群體間沒(méi)有遺傳分化。Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn)表明巫山、云陽(yáng)、木洞群體在一些位點(diǎn)上偏離遺傳平衡。Bottleneck分析顯示長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)江段的鰱群體可能在歷史上經(jīng)歷了遺傳瓶頸。5個(gè)群體間的遺傳相似系數(shù)為0.891—0.950, 遺傳距離為 0.050—0.115, 根據(jù) Nei’s遺傳距離所繪制的聚類圖, 表明鰱群體間的遺傳距離與其地理距離基本一致。貝葉斯分析結(jié)果也證實(shí)三峽庫(kù)區(qū) 5個(gè)鰱群體可視為一個(gè)類群。盡管沒(méi)有檢測(cè)到遺傳分化, 數(shù)據(jù)清晰地表明三峽庫(kù)區(qū)的鰱群體仍有很高的遺傳多樣性, 研究結(jié)果為三峽地區(qū)和長(zhǎng)江上游的鰱種質(zhì)資源保護(hù)和種群評(píng)估提供了參考。

鰱； 微衛(wèi)星； 野生群體； 遺傳多樣性； 三峽水庫(kù)

鰱(Hypophthalmichthys molitrix)是我國(guó)“四大家魚(yú)”之一, 廣泛分布于我國(guó)長(zhǎng)江、黑龍江、珠江等各大水系, 是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類。長(zhǎng)江流域是我國(guó)鰱天然資源的主要產(chǎn)地, 其養(yǎng)殖性能明顯優(yōu)于珠江、黑龍江等其他水系[1]。然而由于長(zhǎng)期的過(guò)度捕撈、水體污染、水利建設(shè)等一系列人為因素導(dǎo)致近年來(lái)長(zhǎng)江水系自然環(huán)境劇烈變化[2], 從而引起包括鰱在內(nèi)的“四大家魚(yú)”資源量的嚴(yán)重衰退[3]。群體遺傳分析是合理評(píng)估魚(yú)類種群遺傳多樣性和種群分化的有效手段。過(guò)去已有一些針對(duì)長(zhǎng)江流域鰱野生群體遺傳多樣性分析的報(bào)道[4—8], 但主要集中在長(zhǎng)江中下游地區(qū), 有關(guān)長(zhǎng)江中上游地區(qū)的相關(guān)報(bào)道少見(jiàn)[6]。長(zhǎng)江三峽水庫(kù)已經(jīng)建成, 針對(duì)這一河流型水庫(kù)中鰱野生種群的遺傳結(jié)構(gòu)分析方面的資料還非常缺乏,這種狀況不利于魚(yú)類資源的評(píng)估和合理利用。

微衛(wèi)星標(biāo)記是一種以1—6 bp的核苷酸序列為核心序列的簡(jiǎn)單重復(fù)序列[9], 由于其具有共顯性遺傳、數(shù)量多且分布廣泛均勻、多態(tài)信息含量高及便于檢測(cè)等諸多優(yōu)點(diǎn), 已被廣泛應(yīng)用于群體遺傳分析[10,11]。本研究采用本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的4—5核苷酸重復(fù)的10個(gè)多態(tài)性鰱微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)來(lái)自三峽水庫(kù)從庫(kù)首到庫(kù)尾的5個(gè)庫(kù)區(qū)(秭歸、巫山、云陽(yáng)、忠縣、木洞)的鰱樣本進(jìn)行分析, 旨在掌握三峽庫(kù)區(qū)以及長(zhǎng)江上游鰱野生群體的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀, 為長(zhǎng)江流域“四大家魚(yú)”種質(zhì)遺傳資源的保護(hù)和利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及DNA提取

本實(shí)驗(yàn)所分析的 5個(gè)野生鰱群體樣本采集于2012—2013年, 采樣點(diǎn)位于湖北省秭歸(ZG)、重慶市巫山(WS)、云陽(yáng)(YY)、忠縣(ZX)和木洞鎮(zhèn)(MD),樣本總數(shù)227尾(表1、圖1)。剪取每尾魚(yú)的少量鰭條用無(wú)水酒精保存, 基因組 DNA采用經(jīng)典的酚-氯仿法[12]提取。

表1 三峽庫(kù)區(qū)5個(gè)鰱群體樣本的基本信息Tab. 1 The basic information of five silver carp populations in the Three Gorges Reservoir

1.2 標(biāo)記選取及PCR擴(kuò)增

在本研究中使用的標(biāo)記均來(lái)自于本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的鰱微衛(wèi)星標(biāo)記。為了能夠清晰地分型便于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì), 本文所選取的 10個(gè)鰱微衛(wèi)星標(biāo)記[13]均是 4—5堿基重復(fù)的高度多態(tài)性位點(diǎn)(表2)。根據(jù)Li-Cor 4300 DNA 分析系統(tǒng)的檢測(cè)要求, 在合成每一對(duì)微衛(wèi)星引物時(shí), 將一段19堿基( 5′-CACGACGTTGTAAAA CGAC-3′)的接頭序列添加到每一個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)的正向引物序列 5′端[14]。在PCR進(jìn)行擴(kuò)增時(shí), 帶有接頭序列的微衛(wèi)星上游引物既可與目的片段結(jié)合, 又可與 5′端帶有熒光接頭的 IR-M13F引物[M13 Forward(-29) IRDye 700 Primer 或M13 Forward (-29) IRDye 800 Primer] (LI-COR Biosciences, Lincoln, NE, USA) 結(jié)合, 從而把IR-M13F 帶入到擴(kuò)增反應(yīng)中, 使得擴(kuò)增的目的片段末端帶有熒光標(biāo)記從而通過(guò) 4300 DNA 分析儀檢測(cè)并成像[15]。 本文所用的微衛(wèi)星引物和熒光標(biāo)記引物均由上海生工生物工程有限公司合成。

PCR反應(yīng)總體積為12.5 μL, 反應(yīng)混合物包含以下組分: 30—50 ng模板DNA, 0.4 U Taq DNA聚合酶, 1.25 μL 10×PCR buffer, 0.4 μL dNTP (2.5 mmol/L), 0.4 μL正反向混合引物(各 2.5 μmol/L), 0.3 μL IR-M13F引物, 10 μL滅菌去離子水。PCR擴(kuò)增條件如下: 94℃預(yù)變性5min； 擴(kuò)增35個(gè)循環(huán), 每個(gè)循環(huán)94°C變性35s, 48—60℃退火35s(退火溫度見(jiàn)表2), 72℃延伸40s； 72℃終延伸10min。

1.3 微衛(wèi)星分型及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

在 PCR擴(kuò)增結(jié)束后, 在含有擴(kuò)增產(chǎn)物的薄壁管中加入 7 μL變性劑( 98%去離子甲酰胺, pH 8.0, 10 mmol/L EDTA, 0.25%溴酚藍(lán)), 95℃變性10min后立即將置于冰水中冷卻。變性產(chǎn)物在 Li-Cor 4300 DNA分析儀中進(jìn)行電泳檢測(cè)并自動(dòng)成像。MS-TOOLS軟件用于計(jì)算觀測(cè)雜合度(Ho)、期望雜合度(He)、等位基因數(shù)(Na)等多樣性參數(shù), 以及計(jì)算多態(tài)信息含量(PIC)。PopGene 32軟件計(jì)算各個(gè)群體間的Nei’s遺傳距離[16]和相似系數(shù)。并根據(jù)Nei’s遺傳距離用 MEGA 4軟件[17]對(duì) 5個(gè)鰱群體進(jìn)行聚類分析。Arlequin 3.1軟件[18]計(jì)算各群體間的分化系數(shù) Fst, 同時(shí)用于進(jìn)行各群體的哈迪-溫伯格平衡(Hardy-Weinberg equilibrium)檢驗(yàn)、連鎖不平衡(Linkage disequilibrium)檢驗(yàn)。進(jìn)行多重比較時(shí), 概率的顯著性水平需要進(jìn)行 Bonferroni校正[19]。利用分子變異分析(AMOVA)方法[20]計(jì)算群體遺傳結(jié)構(gòu)。根據(jù)各位點(diǎn)等位基因頻率, 使用BOTTLENECK3.4軟件[21]進(jìn)行瓶頸效應(yīng)分析?；跓o(wú)限等位基因模型(Infinite allele model, IAM), 采用符號(hào)檢驗(yàn)(Sign test)分析雜合度過(guò)剩情況, 依此推測(cè)群體數(shù)量動(dòng)態(tài)變化。利用Structure 2.2[22]軟件中的貝葉斯方法混合模型來(lái)構(gòu)建群體遺傳結(jié)構(gòu)圖。

圖1 三峽水庫(kù)鰱群體采樣點(diǎn)分布示意圖Fig. 1 Distribution of sampling sites for silver carps in the Three Gorges Reservoir

表2 本研究所用鰱微衛(wèi)星標(biāo)記的基本信息Tab. 2 The microsatellite markers of silver carps used in this study

2 結(jié)果

2.1 鰱各群體的遺傳多樣性特征及群體動(dòng)態(tài)分析

5個(gè)鰱群體各位點(diǎn)的等位基因數(shù)(Na)、期望雜合度(He)、觀測(cè)雜合度(Ho)以及多態(tài)信息含量(PIC)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。在10個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)上共檢測(cè)到161個(gè)等位基因, 其中ZG、WS、YY、ZX、MD群體分別測(cè)出127、107、122、135和123個(gè)等位基因, 5個(gè)鰱群體共有等位基因84個(gè), 并且ZG、WS、YY、ZX、MD群體分別有4、3、5、5和2個(gè)特殊等位基因。每個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)的等位基因數(shù)7—29不等。ZX群體的平均Na最高(13.5), 巫山群體最低(10.7)。平均 Ho、He和 PIC分別為 0.784—0.846、0.828—0.847和0.797—0.817, 其中WS群體Ho最低, ZX群體Ho最高； YY群體He和PIC在所有群體中均最低,而ZG群體He和PIC在所有群體中均最高。

對(duì)各個(gè)鰱群體進(jìn)行哈迪-溫伯格平衡檢驗(yàn)并用Bonferroni校正后發(fā)現(xiàn), WS群體在 Hysd792-1、Hysd490-2、Hysd2095-1、Hysd209-2、Hysd497-1 位點(diǎn), YY群體在 Hysd2095-1位點(diǎn), MD群體在Hysd490-2、Hysd1063-2 位點(diǎn), 在 0.05置信水平上偏離哈迪-溫伯格平衡。而連鎖不平衡分析結(jié)果顯示,所有10個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記在5個(gè)鰱群體均不存在連鎖不平衡。遺傳瓶頸效應(yīng)分析結(jié)果(表3)顯示, 在IAM模型下, 除 ZX群體外其他群體均表現(xiàn)出雜合過(guò)度(P＜0.05), 表明這些群體近期可能經(jīng)歷了瓶頸效應(yīng)。

2.2 群體間的遺傳分化

5個(gè)鰱群體的遺傳分化分析結(jié)果表明, 群體間的Fst值(表4)為–0.001—0.009, 群體兩兩間Fst差異均不顯著(P＞0.05), 表明他們沒(méi)有遺傳分化。AMOVA分析結(jié)果顯示群體間的遺傳變異僅占0.47% , 而群體內(nèi)的遺傳變異占99.53% 。對(duì)群體內(nèi)的各個(gè)體進(jìn)行混合模型分析結(jié)果顯示, 當(dāng)K值(理論群)取2時(shí), 5個(gè)鰱群體遺傳結(jié)構(gòu)高度一致； 當(dāng)K值取3—5時(shí), WS群體少部分個(gè)體遺傳結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立, 5個(gè)鰱群體遺傳結(jié)構(gòu)基本一致。鰱各個(gè)群體間的遺傳距離和相似系數(shù)如表 5所示。Nei氏遺傳距離和相似系數(shù)分別為 0.050—0.115、0.891—0.950, 以 ZX群體和MD群體之間的遺傳距離最小, 而MD群體與WS群體之間的遺傳距離最大。

依據(jù)計(jì)算出來(lái)的Nei氏遺傳距離(表5), 5個(gè)野生鰱群體的聚類分析結(jié)果(圖2)顯示, 鄰接樹(shù)中共有兩大分枝, 其中ZG和WS聚為一枝, 其余3個(gè)群體聚為另一大分枝。這個(gè)聚類結(jié)果基本與群體間的地理距離關(guān)系一致。

表4 三峽庫(kù)區(qū)5個(gè)鰱群體兩兩間Fst值Tab. 4 Pairwise Fstvalues of five silver carp populations in the Three Gorges Reservoir

表5 五個(gè)鰱群體兩兩間Nei遺傳一致性(對(duì)角線上方)和遺傳距離(對(duì)角線下方)Tab. 5 Nei’s genetic identity (above diagonal) and genetic distance (below diagonal) among five silver carp populations

圖2 依據(jù)Nei氏遺傳距離構(gòu)建的三峽庫(kù)區(qū)鰱5個(gè)鰱群體間的鄰接樹(shù)Fig. 2 Neighbour-Joining tree of five silver carp populations in the Three Gorges Reservoir of the Yangtze River based on Nei’s genetic distance

3 討論

3.1 微衛(wèi)星標(biāo)記的適用性

微衛(wèi)星標(biāo)記具有共顯性遺傳、數(shù)量多且在基因組中分布廣泛、多態(tài)信息含量高及便于檢測(cè)等諸多特點(diǎn), 是物種種群遺傳分析的最常用分子遺傳標(biāo)記。微衛(wèi)星標(biāo)記的多態(tài)性來(lái)源于微衛(wèi)星核心重復(fù)序列重復(fù)次數(shù)的變化[23], 與其他諸如RAPD、AFLP、SNP等標(biāo)記相比, 微衛(wèi)星標(biāo)記具有更高的分辨率。本研究采用的10個(gè)鰱微衛(wèi)星標(biāo)記, 均是4—5堿基重復(fù)序列。有研究表明, 相比于二核苷酸重復(fù)的微衛(wèi)星標(biāo)記, 多核苷酸重復(fù)的微衛(wèi)星標(biāo)記的擴(kuò)增穩(wěn)定性更高, 能忠實(shí)地反映DNA序列遺傳本質(zhì)[24,25]。在長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū) 5個(gè)野生鰱群體中, 每個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)的等位基因數(shù)從7—29不等(表3), 表明這10個(gè)微衛(wèi)星均為較高多態(tài)性的座位。平均多態(tài)信息含量(PIC)是衡量等位基因片段多態(tài)性的理想指標(biāo), 當(dāng)PIC＞0.5時(shí)該位點(diǎn)表現(xiàn)為高度多態(tài), 當(dāng) 0.25＜PIC＜0.5時(shí)該位點(diǎn)表現(xiàn)為中度多態(tài), 當(dāng)PIC＜0.25 時(shí)該位點(diǎn)表現(xiàn)為多態(tài)性低下[26]。在本研究中使用的10個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記中, 除了 Hysd2095-1為中度多態(tài)性以外,其余標(biāo)記的PIC值均大于0.7為高度多態(tài)(表3), 這說(shuō)明本文所選用的微衛(wèi)星位點(diǎn)是鰱野生群體遺傳多樣性研究的理想分子遺傳標(biāo)記。

3.2 鰱群體遺傳多樣性及群體動(dòng)態(tài)分析

基因雜合度表示群體在某座位雜合子的比例。觀測(cè)雜合度(Ho)和期望雜合度(He)是反映群體遺傳變異的兩個(gè)重要指標(biāo)。雜合度越大變異越大, 對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力越強(qiáng)[7]。本研究發(fā)現(xiàn) 5個(gè)鰱野生群體的平均等位基因?yàn)?10.7—13.5, 平均有效等位基因數(shù)Ne為 6.6—7.5, 平均觀測(cè)雜合度Ho為0.784—0.846,平均期望雜合度He為 0.828—0.847, 平均多態(tài)信息含量PIC為0.797—0.817(表3), 這說(shuō)明三峽庫(kù)區(qū)鰱野生群體遺傳多樣性仍在很高水平, 對(duì)長(zhǎng)江“四大家魚(yú)”種質(zhì)資源保護(hù)和恢復(fù)有積極意義。關(guān)于長(zhǎng)江流域鰱群體遺傳多樣性分析, 迄今已有一些報(bào)道。朱曉東等[5]利用30個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)長(zhǎng)江中下游5個(gè)鰱群體進(jìn)行遺傳多樣性分析, 發(fā)現(xiàn)這 5個(gè)鰱群體的平均有效等位基因數(shù) Ne為 2.444—2.633, 平均觀察雜合度 Ho為 0.323—0.351,平均期望雜合度 He為0.442—0.470,平均多態(tài)信息含量 PIC 為 0.406—0.428。王長(zhǎng)忠等[6]對(duì)長(zhǎng)江中上游萬(wàn)州和監(jiān)利鰱群體的遺傳多樣性分析顯示, 兩個(gè)鰱群體的平均有效等位基因數(shù)Ne分別為4.107和3.395；平均觀測(cè)雜合度Ho為0.834和0.775,平均期望雜合度He為0.713和0.623； 兩群體平均多態(tài)信息含量 PIC為 0.617。由于本研究采用的微衛(wèi)星標(biāo)記絕大部分為高度多態(tài)性標(biāo)記, 而且本文采用更加靈敏的熒光標(biāo)記基因分型手段, 因此Ne比過(guò)去的報(bào)道要高的多。本研究中Ho、He、PIC等遺傳多樣性參數(shù)也遠(yuǎn)高于朱曉東等關(guān)于長(zhǎng)江中下游 5個(gè)鰱群體的報(bào)道, 而與王長(zhǎng)忠等[6]對(duì)于長(zhǎng)江中上游2個(gè)鰱群體的報(bào)道較為接近。 這可能在一定程度上表明, 長(zhǎng)江中上游相較于長(zhǎng)江中下游鰱群體的遺傳多樣性更為豐富。

本文在所檢測(cè)的微衛(wèi)星位點(diǎn)中, WS群體在5個(gè)位點(diǎn)、YY群體在1個(gè)位點(diǎn)、MD群體在2個(gè)位點(diǎn)偏離哈迪-溫伯格平衡?？梢?jiàn)WS群體內(nèi)有較多位點(diǎn)的基因型頻率發(fā)生了較大改變, 而這種改變可能與多種因素有關(guān), 例如突變、選擇、遷移和雜交等。當(dāng)一個(gè)群體的基因位點(diǎn)出現(xiàn)雜合度過(guò)剩及不足的概率大致均等時(shí), 表明這個(gè)群體處于突變-漂移平衡的狀態(tài)[27]。而當(dāng)群體經(jīng)歷瓶頸效應(yīng)則會(huì)表現(xiàn)出雜合度過(guò)剩的現(xiàn)象, 因此雜合度過(guò)?？梢院饬咳后w數(shù)量下降的瞬間效應(yīng)[28]。本研究采用 IAM 模型符號(hào)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn), ZG、WS、YY、MD 4個(gè)群體顯示出顯著雜合子過(guò)剩(表 3), 說(shuō)明以上 4 個(gè)群體可能在近期經(jīng)歷了不同程度的瓶頸效應(yīng), 群體數(shù)量發(fā)生一定程度的下降。在長(zhǎng)江三峽水庫(kù)建成運(yùn)行的條件下, 庫(kù)區(qū)過(guò)度人工捕撈等因素尤其應(yīng)該引起重視, 以免對(duì)鰱等“四大家魚(yú)”的遺傳資源造成不可逆的破壞。

3.3 鰱群體遺傳分化

基因分化系數(shù)是衡量群體間等位基因的遺傳分化程度的重要參數(shù)。當(dāng) Fst為 0—0.05 時(shí), 群體間遺傳分化很弱； 0.05—0.15 時(shí), 遺傳分化中等； 0.15—0.25時(shí), 遺傳分化較大；大于0.25時(shí), 表示群體間分化極大[29]。在 本研究中各群體間的 Fst值均小于0.05(表4), 表明三峽庫(kù)區(qū)5個(gè)鰱野生群體間幾乎沒(méi)有分化。AMOVA分析結(jié)果也支持這一結(jié)果: 群體間的遺傳變異只占0.47% , 而群體內(nèi)的遺傳變異高達(dá) 99.53% , 表明三峽庫(kù)區(qū)鰱的遺傳變異基本來(lái)自于群體內(nèi)部。利用 structure軟件中混合模型, 根據(jù)設(shè)定的分群數(shù)(K)進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)研究, K=2—5時(shí)均顯示 5個(gè)鰱群體間遺傳分化不明顯, 基本可劃分為一個(gè)類群。而ZG、WS、YY、ZX、MD 5個(gè)群體各有4、3、5、5和2個(gè)特殊等位基因, 這些特殊基因可能為 5個(gè)群體間將來(lái)出現(xiàn)遺傳分化提供方向。過(guò)去的一些研究報(bào)道認(rèn)為長(zhǎng)江流域中各鰱群體或江段之間存在一定程度的遺傳分化。如王淞等[7]對(duì)4 個(gè)鰱群體進(jìn)行了mtDNA D-loop的PCR-RFLP分析, 結(jié)果顯示長(zhǎng)江干流的監(jiān)利和瑞昌兩個(gè)群體與長(zhǎng)沙及寧河群體間有一定的分化； 朱曉東等[5]對(duì)長(zhǎng)江中下游5個(gè)鰱群體進(jìn)行了微衛(wèi)星分析發(fā)現(xiàn)5個(gè)鰱群體間存在中等程度的分化； 而王長(zhǎng)忠等[6]對(duì)長(zhǎng)江中上游萬(wàn)州和監(jiān)利兩個(gè)鰱群體進(jìn)行了微衛(wèi)星分析認(rèn)為萬(wàn)州和監(jiān)利鰱群體間存在顯著遺傳分化, 應(yīng)隸屬于不同的種群。本研究認(rèn)為三峽庫(kù)區(qū)的5個(gè)鰱群體間沒(méi)有遺傳分化, 可以看成一個(gè)天然群體。這一結(jié)果也與郭穩(wěn)杰[13]對(duì)長(zhǎng)江中上游9個(gè)鰱群體的微衛(wèi)星分析結(jié)果類似。郭穩(wěn)杰[13]認(rèn)為除湖口外, 其他群體間只呈現(xiàn)出較弱的群體分化。本文所研究的三峽庫(kù)區(qū)的 5個(gè)采樣點(diǎn), 盡管有少數(shù)采樣點(diǎn)在長(zhǎng)江支流,但整體來(lái)說(shuō)這5個(gè)群體之間的地理距離都不是太大,目前也沒(méi)有明顯的地理隔離, 故我們認(rèn)為這些水域的鰱群體之間進(jìn)行了較頻繁的基因交流。

根據(jù)Nei氏遺傳距離(表5)所繪制的5個(gè)野生鰱群體的鄰接樹(shù)(圖2)顯示, YY與MD的遺傳距離最小, 而與 WS最大, 表明群體間的遺傳距離與地理距離之間有一定的關(guān)聯(lián)性。但也并非完全地理位置越遠(yuǎn)的群體間遺傳分化程度越大, 例如 YY在地理位置上與ZX和WS更近, 結(jié)果顯示YY與MD的聚類關(guān)系反而更近, 這可能是由于 YY部分位點(diǎn)偏離哈迪溫伯格平衡, 導(dǎo)致部分基因型缺失, 從而在一定程度上影響了其遺傳多樣性； 而YY與WS的聚類關(guān)系反而最遠(yuǎn), 可能是由于 WS獨(dú)特的地理環(huán)境導(dǎo)致WS群體與其他群體間的基因交流受到一定影響； 也有可能是由于 WS群體受到較大的捕撈壓力導(dǎo)致基因型頻率受到影響。

遺傳多樣性是種內(nèi)個(gè)體之間或群體內(nèi)不同個(gè)體的遺傳變異總和, 是生物適應(yīng)環(huán)境的基礎(chǔ), 同時(shí)種內(nèi)的遺傳變異程度又決定其進(jìn)化的潛勢(shì)[30]。對(duì)一個(gè)物種來(lái)說(shuō), 遺傳多樣性越高, 則其對(duì)生存環(huán)境變化所產(chǎn)生的適應(yīng)能力越強(qiáng), 進(jìn)化的潛力也越大。由于過(guò)去對(duì)長(zhǎng)江上游尤其是三峽庫(kù)區(qū)鰱野生群體的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀了解不多, 人類對(duì)該地區(qū)鰱、鳙等經(jīng)濟(jì)魚(yú)類的種群動(dòng)態(tài)和種質(zhì)資源評(píng)價(jià)方面長(zhǎng)期缺乏群體遺傳學(xué)分析數(shù)據(jù)。本研究的結(jié)果證實(shí)長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)的鰱基本可看作一個(gè)天然群體,也在一定程度上給出了該地區(qū)鰱群體仍有較高的遺傳多樣性的事實(shí)。本研究分析結(jié)果也提示三峽地區(qū)可能多個(gè)鰱群體曾發(fā)生過(guò)遺傳瓶頸效事件, 這也應(yīng)引起魚(yú)類保護(hù)生物學(xué)工作者的注意。本文對(duì)于長(zhǎng)江上游以及整個(gè)長(zhǎng)江流域的鰱野生資源保護(hù)或增殖放流效果評(píng)估等研究有積極作用。

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THE MICROSATELLITE ANALYSIS OF GENETIC DIVERSITY OF FIVE SILVER CARP POPULATIONS IN THE THREE GORGES RESERVOIR OF THE YANGTZE RIVER

PANG Mei-Xia1,2, YU Xiao-Mu1and TONG Jin-Gou1
(1. State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China； 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

In this study we employed ten microsatellite markers to analyze the genetic diversity of five silver carp populations including Zigui, Wushan, Yunyang, Zhongxian and Mudong in the Three Gorges Reservoir of the Yangtze River. A total of 161 different alleles were detected, and 84 of them were common in all 5 populations. The number of alleles per locus ranged from 7 to 29. In the five populations, the average values of observed and expected heterozygosity ranged from 0.784 to 0.846 and 0.828 to 0.847 respectively, and the mean PIC was 0.797 to 0.817. The Fstvalues were between –0.001 and 0.009, which indicated that the genetic differentiation was not significant. Chi-square test was used to analyze the genotypes based on the Hardy-Weinberg equilibrium, and the P value indicated that some loci in three populations deviated from the HWE. The bottleneck analysis revealed that the silver carp populations from the Three Gorges Reservoir of the Yangtze River might have undergone a recent genetic bottleneck. The genetic similarity coefficient of the five populations was between 0.891 and 0.950, and the genetic distance of the populations was between 0.050 and 0.115. We also constructed the phylogenetic tree of the five silver carp populations based on Nei’s standard genetic distance, and the results showed that genetic distances between the populations were consistent with their geographical distances. The Bayesian analysis also suggested that the silver carp samples from the 5 locations of the Three Gorges Reservoir could be characterized as a single population. Although we did not observe the genetic differentiation, silver carp populations in the Three Gorges Reservoir displayed high genetic diversity. Our study provided valuable information on the genetic resources of silver carps in the Three Gorges Reservoir and in the upstream of the Yangtze River, which should help develop appropriate policies on the conservation and utilization of silver carps.

Silver carp (Hypophthalmichys molitrix)； Microsatellite； Wild population； Genetic diversity； The Three Gorges Reservoir

Q346+.5

A

1000-3207(2015)05-0869-08

10.7541/2015.115

2015-02-12；

2015-03-26

中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司科研項(xiàng)目(CT12-08-01)； 淡水生態(tài)與生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題(2011FBZ20)資助

龐美霞(1989—), 女, 湖南長(zhǎng)沙人； 博士研究生； 主要從事魚(yú)類遺傳學(xué)研究。E-mail: pang1mei2xia3@163.com

童金茍, E-mail: jgtong@ihb.ac.cn