【摘要】：小黃魚(Larimichthys polyactis)和日本鰻鱺(Anguilla japonica)是中國乃至東亞地區(qū)非常重要的海洋經(jīng)濟魚類,然而受全球氣候變化及過度捕撈等人類活動的影響,中國沿海的漁業(yè)資源正面臨全面衰退的嚴峻現(xiàn)狀,該兩種海洋魚類也不例外,尤其是日本鰻鱺已經(jīng)被世界自然保護聯(lián)盟紅色名錄收錄,狀態(tài)定為“瀕�！�。群體遺傳學(population genetics)可以用來檢測物種的遺傳變異水平和群體遺傳結構,探討各種進化因素的影響機制,以及闡明種群適應環(huán)境的遺傳學機制,為漁業(yè)資源的管理和保護提供重要的理論依據(jù)。前期關于小黃魚和日本鰻鱺的群體遺傳學研究由于受到遺傳標記種類及數(shù)目的限制,基于不同類型的遺傳標記所獲得的研究結果存在一定的分歧甚至相互矛盾。因此,為了更好的保護和利用這兩種重要的海洋漁業(yè)資源,亟需通過更加精細的分子遺傳標記對這兩種海洋魚類群體遺傳特征進行解析。在本研究中,我們分別基于較高密度的微衛(wèi)星位點和基于簡化基因組測序技術(RAD-seq)篩選的全基因組層面的SNP位點,對小黃魚和日本鰻鱺進行了群體遺傳結構和本地適應性方面的研究。主要研究結果如下:1.采用磁珠富集法,成功構建了小黃魚基因組微衛(wèi)星文庫,設計并篩選出17個具有穩(wěn)定多態(tài)性的微衛(wèi)星位點。對所篩選的微衛(wèi)星位點進行多態(tài)性評價,結果顯示:17個微衛(wèi)星位點等位基因數(shù)目從4到21個不等,觀測雜合度范圍為0.4583-0.9167,期望雜合度范圍為0.7154-0.9566,所有位點經(jīng)Bonferroni校正后有2個位點顯著偏離哈溫平衡(Hardy-Weinberg Equilibrium),并且經(jīng)Micro-Checker軟件分析,結果顯示這2個微衛(wèi)星位點可能含有無效等位基因。17個位點之間,均不存在連鎖不平衡現(xiàn)象。2.通過15個多態(tài)性微衛(wèi)星位點對小黃魚四個地點不同采樣時間的樣品進行群體遺傳分析發(fā)現(xiàn),小黃魚的群體遺傳多樣性在時間尺度上并沒有明顯的降低,等位基因豐富度也沒有明顯變化。但是,基于兩兩群體間的FST,主成分分析(PCo A),STRUCTURE群體聚類分析和分子方差分析(AMOVA)等對群體結構解析時,首次檢測到了小黃魚群體在時間尺度上遺傳組成的顯著變化,該遺傳分化可能是受到遺傳漂變、過度捕撈或者環(huán)境因子突變的影響。3.利用15個多態(tài)性微衛(wèi)星位點分析了小黃魚15個地理群體的遺傳多樣性與種群遺傳結構。15個微衛(wèi)星位點在15個小黃魚群體中均檢測到較高的多態(tài)性,通過中性位點的群體遺傳分析結果顯示,中國沿海的小黃魚并不存在明顯的遺傳分化,表明小黃魚群體間具有非常高的基因流,且不存在地理隔離模式和近期的瓶頸效應。但是通過離散位點篩選方法篩選到一個適應性位點(Lpol03),該位點可能與谷氨酸受體相關。通過該離散位點的分析,檢測到了高基因流下可能的本地適應性信號,并且小黃魚群體間可能存在隱存的遺傳結構�；陔x散位點檢測到的遺傳結構,暗示了中國沿海的小黃魚可能存在兩個比較獨立的越冬群體,且具有多條可能的洄游路線。4.基于簡化基因組測序技術(RAD-seq)分析了采集自中國和日本沿海的日本鰻鱺11個自然地理群體的264個個體,所有個體經(jīng)過建庫測序共產(chǎn)生4,149,717,848原始數(shù)據(jù)(Raw reads),數(shù)據(jù)經(jīng)過過濾后與已發(fā)表的日本鰻鱺基因組草圖比對,應用SAMTOOLS軟件共檢測到45,552,012個SNP位點。經(jīng)過嚴格質(zhì)量過濾,共保留37,700個SNP位點用于群體基因組學分析�；诒Ａ舻乃蠸NP位點分析結果顯示11個日本鰻鱺群體間遺傳分化水平很低(FST=0.002012),表明日本鰻鱺群體間具有很高的基因流�；贏DMIXTURE的遺傳結構分析結果顯示,11個日本鰻鱺群體間并不存在顯著的遺傳結構,但是從DAPC聚類圖和NETVIEW遺傳關系網(wǎng)絡圖上能夠看出其中幾個群體中的部分個體存在一定的分化趨勢,可能是受到了遺傳漂變、洋流或產(chǎn)卵批次的影響。5.通過兩種基于FST值的篩選方法和一種基于等位基因頻率與環(huán)境因子關聯(lián)的方法,共篩選到355個離散位點(outliers),功能注釋顯示這些離散位點所在的基因主要與生長發(fā)育、細胞代謝、催化活性等細胞組成和生物過程相關,顯示中國近海日本鰻鱺不同群體在單世代可檢測到一些與本地適應性相關的信號。KEGG通路分析注釋到10條代謝通路,主要包括Wnt信號通路、卵母細胞減數(shù)分裂通路、心肌細胞中的腎上腺素通路、鈣離子信號通路、MAPK信號通路等。這些代謝通路參與了日本鰻鱺繁殖、發(fā)育、學習記憶、滲透壓調(diào)節(jié)等生命過程,可能與其對分布范圍內(nèi)不同環(huán)境因子(如水溫、鹽度等)的適應相關。相關研究結果系統(tǒng)闡明了小黃魚和日本鰻鱺的種群遺傳特征和本地適應性可能的遺傳機制,對于小黃魚和日本鰻鱺資源的合理保護和管理,以及深入了解海洋生物適應環(huán)境的遺傳學機制具有重要的指導價值和科學意義。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院海洋研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S917.4
【圖文】：

圖 1-1 RAD-seq 技術流程圖（Baird et al. 2008）Figure 1-1 A basic schematic of RAD-seq1.2.4 種群基因組學在海洋魚類群體遺傳學中的應用海洋生物由于具有群體數(shù)量大、分布范圍廣、基因交流頻繁且生存環(huán)境不存在明顯地理屏障等特點，為精確解析海洋生物群體間遺傳關系帶來了巨大的挑戰(zhàn)，而該研究領域也成為目前海洋生態(tài)學研究的熱點和重要內(nèi)容（Allendorf et al.，2010；Palsboll et al.，2007；Waples，1998）。在過去的幾年當中，高通量測序技術的迅猛發(fā)展給生命科學領域帶來了前所未有的革新，使得從基因組水平上更有效便捷地獲取大量的遺傳信息成為可能，使眾多非模式生物的基因組信息得到進一步發(fā)掘，為海洋生物種群基因組學研究開辟了新的途徑，亦成為種群基因組學領域中應用廣泛的研究手段（Ellegren，2014）。

本研究的技術路線.Figure1-1Technologyrouteofthisstudy

第二章 小黃魚微衛(wèi)星位點的分離及多態(tài)性位點的篩選P 軟件（Rousset，2008；Raymond and Rousset，1995）分析每偏離哈迪-溫伯格平衡（Hardy-Weinbergequilibrium,HWE）和衡（Linkage disequilibrium, LD）。果 酶切結果結束后進行 1%瓊脂糖凝膠電泳，結果見圖 2-1。由電泳圖可見der 相比，小黃魚基因組 DNA 已經(jīng)被酶切完全。酶切片段長為 100 1500bp，表明酶切效果已經(jīng)達到構建小黃魚微衛(wèi)星富

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王洋坤;胡艷;張?zhí)煺?;RAD-seq技術在基因組研究中的現(xiàn)狀及展望[J];遺傳;2014年01期

2 郭弘藝;魏凱;唐文喬;李輝華;謝正麗;劉東;劉至治;;中國東南沿海日本鰻鱺幼體的發(fā)育時相及其遷徙路徑分析[J];水產(chǎn)學報;2012年12期

3 郭弘藝;魏凱;謝正麗;唐文喬;吳嘉敏;陳文銀;;中國東南沿海日本鰻鱺幼體的日齡及其孵化時間[J];水產(chǎn)學報;2011年07期

4 葉茂;申望;王日昕;鄭兆祥;石戈;;日本圀(Charybdis japonica)微衛(wèi)星位點的分離及遺傳多樣性分析[J];海洋與湖沼;2011年01期

5 徐兆禮;陳佳杰;;再議中國近海小黃魚種群的劃分問題[J];應用生態(tài)學報;2010年11期

6 徐兆禮;陳佳杰;;小黃魚洄游路線分析[J];中國水產(chǎn)科學;2009年06期

7 孫波;鮑毅新;趙慶洋;張龍龍;胡知淵;;微衛(wèi)星位點獲取方法的研究進展[J];生態(tài)學雜志;2009年10期

8 吳仁協(xié);柳淑芳;莊志猛;金顯仕;蘇永全;唐啟升;;基于線粒體Cyt b基因的黃海、東海小黃魚(Larimichthys polyactis)群體遺傳結構[J];自然科學進展;2009年09期

9 李建生;林龍山;程家驊;;東海北部秋季小黃魚分布特征及其與底層溫度和鹽度的關系[J];中國水產(chǎn)科學;2009年03期

10 丁峰元;林龍山;李建生;程家驊;;東海區(qū)北部小黃魚生殖群體分布及與水團關系[J];自然資源學報;2007年06期

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1 許思思;人為影響下渤海漁業(yè)資源的衰退機制[D];中國科學院研究生院（海洋研究所）;2011年

本文編號：2803060