中国沿海7个长蛸(Octopus variabilis)群体COI基因的遗传变异研究

采用线粒体DNA细胞色素氧化酶亚基I(COI)基因序列测定技术分析了中国沿海重要经济头足类长蛸7个野生群体的种群遗传结构及其变异。结果表明,我国长蛸资源存在相对丰富的遗传多样性,635bp长度的核苷酸片段共检测到74个多态位点,多态位点比例达11.7%,检测的108个个体中共获25个单倍型,单倍型多样性指数(H)达0.342—0.934,平均核苷酸多样性指数(Pi)达0.0008—0.0055,高于多数海洋头足类的遗传变异。对7个群体的遗传结构进行检测表明,我国的长蛸群体间存在显著的遗传分化(P0.05),遗传结构基本符合脚踏石模型。7个群体可明显聚类为3个类群,类群间分化系数Fst达0.8858(P0.01),基因流大大小于1;AMOVA检测和单倍型网络关系图也证实了上述类群的分化。遗传距离分析表明,由厦门群体组成的类群与其它2类群间的遗传距离达到0.086—0.098,可能达到了亚种的分化。     

中国沿海六个地理群体短蛸的遗传变异研究

采用线粒体COI基因测序技术分析了我国沿海重要经济头足类短蛸(Octopus ocellatus)6个地理群体的遗传结构及其变异,结果表明我国短蛸资源的遗传多样性相对丰富,在654 bp长度的核苷酸片段中共检测到42个多态位点,多态位点比例达6.42%,检测的60个个体中共获23个单倍型,单倍型多样性指数为0.200~0.867,平均核苷酸多样性指数为0.000 3~0.009 7,平均核苷酸差异数为0.200~6.311,高于多数海洋头足类的遗传变异。对6个群体的遗传结构进行检测表明,我国的短蛸群体间除部分群体外均存在显著的遗传分化(P0.05),遗传结构基本符合脚踏石模型。聚类分析表明6群体已明显分化为两个类群,一个由大连、青岛、连云港群体组成,另一个由舟山、上海和广州群体组成,两类群间存在20个固定位点核苷酸差异,编码的蛋白质存在2个固定氨基酸残基的差异。两类群的分化系数达0.860 2(P0.01),基因流大大小于1;AMOVA检测显示仅有12.72%的遗传差异存在于群体内部,而87.28%的遗传差异存在于群体间。短蛸遗传变异的研究成果可为今后我国短蛸资源更好的开发和管理提供理论基础。     

《海洋与湖沼》2010 年第3 期导读

<正>中国沿海7个长蛸(Octopus variabilis)群体COI基因的遗传变异研究采用线粒体DNA细胞色素氧化酶亚基I(COI)基因序列测定技术分析了中国沿海重要经济头足类长蛸7个野生群体的种群遗传结构及其变异。结果表明,我国长蛸资源存在相对丰富的遗传多样性,群体间存在显著的遗传分化(P0.05),遗传结构基本符合脚踏石模型。遗传距离分析表明,由厦门群体组成的类群与其他2类群间的遗传距离达到0.086~0.098,可能达到了亚种的分化。     

中国沿海长蛸(Octopus variabilis)自然群体线粒体COI基因遗传多样性研究

对我国沿海5个自然群体长蛸的线粒体细胞色素氧化酶亚基I(COI)部分序列进行了测定和分析,经比对获得658bp核苷酸片段,其中碱基T、C、A和G的平均含量分别为37.02%、18.46%、30.15%和14.35%,AT的含量明显高于GC的含量。5个自然群体的长蛸中共发现18个变异位点,得到15个单倍型,包括4个共享单倍型,其中青岛群体的核苷酸差异数K以及平均核苷酸多样性指数Pi最高,烟台群体最低;群体间,青岛群体在群体间核苷酸差异数K、群体间平均每位点核苷酸替代数Dxy和群体间每位点净核苷酸替代数Da三个指标上都表现出比其它群体之间较高的水平,说明青岛群体具有最为丰富的遗传多样性。MEGA3.1软件计算5个群体间的Kimura2-paramter遗传距离,大连群体和青岛群体之间的遗传距离最远为0.0077,而大连群体与烟台群体之间的遗传距离最低,为0.0029。AMOVA分析表明,五群体间总遗传分化系数Fst=0.17410(P0.05),群体间遗传分化远小于群体内。NJ法和UPGMA法构建的分子进化树,5个地理群体的长蛸聚为两个族群,大连、烟台群体聚为一族群,青岛、连云港和舟山群体聚为另一族群。     

短蛸(Octopus ocellatus)四个地理群体遗传特性的AFLP 分析

应用AFLP标记技术对我国北方近海短蛸的遗传多样性进行分析。采用6对AFLP引物组合对4个群体(大连、烟台、青岛、连云港)120个个体进行扩增,其中每对引物扩增位点数在42—66之间,共得到303个扩增位点。4个群体内的多态位点比例为62.03%—67.93%。群体的Nei’s基因多样性指数(H)为0.2353—0.2617,Shannon多样性指数(I)为0.3497—0.3863,群体间的遗传距离为0.0497—0.085;大连群体的多态位点比例、Shannon多样性指数和群体Nei’s基因多样性指数均高于其它三个群体。用UPGMA方法构建的群体系统进化树显示,大连群体与烟台群体聚到一起,青岛群体与连云港群体聚到一起,显示群体间具有典型的地理特征,但群体间存在遗传渗透。分子变异分析(AMOVA)结果表明,短蛸群体88.28%的变异来源于群体内,群体间的变异占11.72%,显示短蛸的遗传变异主要来源于群体内个体间,但群体间已经有了一定程度的遗传分化。     

基于D-LOOP基因的中国沿海鳓鱼(Ilisha elongata)种群遗传结构研究

采用线粒体控制区基因序列测定技术，分析了我国沿海重要经济鱼类鳓鱼4个地理群体的遗传结构及其变异。结果表明，我国的鳓鱼资源经过度捕捞后仍保持着丰富的遗传多样性，在检测的45个鳓鱼个体中共得到44个单倍型，单倍型多样性指数（H）高达0．964—1．000，平均核苷酸多样性指数（Pi）高达0．0100—0．0152，鳓鱼种群的多样性还表现在线粒体控制区的序列长短上，研究表明，鳓鱼线粒体控制区存在一个40bp长度的重复序列，依据重复次数的多寡而造成鳓鱼个体间的显著差异；对鳓鱼群体的遗传结构进行检测发现，我国鳓鱼群体内部存在明显的遗传分化，青岛群体与广州、厦门、舟山3个群体之间分化系数Fst达0．5284（P〈0．01），群体间基因流则仅有0．4463，而3个群体内部则基因流明显；AMOVA检测和聚类分析也证实了上述观点，遗传距离分析表明青岛群体和其它3个群体净遗传距离达到0．034，仍属于种内群体之间的分化水平，依据分子钟理论推断两群体间的分化时间为更新世晚期，可能由更新世晚期海平面的反复升降导致了这两个类群的隔离与分化，并依靠鳓鱼本身的生物学特性维持至今。     

基于线粒体DNA 12S rRNA和COⅢ基因序列研究中国沿海7个长蛸(Octopus variabilis)野生群体的遗传多样性

基于线粒体DNA的12S rRNA和COⅢ基因序列对我国沿海重要经济头足类长蛸不同群体(大连、烟台、青岛、连云港、舟山、温州、厦门)进行了遗传多样性和遗传结构的分析。由PCR扩增获得80个个体的12SrRNA基因416bp、COⅢ基因512bp的部分序列,两者多态性遗传参数统计显示,80个个体分别检出64(12S)和27(COⅢ)个单倍型,总群体单倍型多样性指数(Hd)分别为0.984(12S)和0.909(COⅢ),核苷酸多样性指数(Pi)分别为0.028(12S)和0.034(COⅢ),平均核苷酸差异数(K)分别为9.403(12S)和17.265(COⅢ),显示出较丰富的遗传多样性。两种基因遗传分析结果均显示厦门群体与其它群体的显著分化。初步分析长蛸各群体遗传分化的原因之一可能是洋流格局的形成阻隔了群体间的基因交流。     

中国近海条石鲷(Oplegnathus fasciatus)群体遗传多样性线粒体DNA序列分析

采用线粒体(mtDNA)DNACOI和Cytb基因片段序列分析方法,进行了中国近海条石鲷(Oplegnathus fasciatus)舟山和胶南群体遗传多样性及其遗传结构现状研究。结果表明,基于mtDNACOI分子标记揭示条石鲷舟山群体遗传多样性水平(h=0.814±0.060,π=0.009±0.005,k=5.653±2.789)显著高于胶南群体(h=0.742±0.116,π=0.003±0.002,k=1.970±1.196);MST分析、NJ系统分析和核苷酸不配对分布分析结果皆显示两群体内存在三个显著分化的单倍型类群,支系间的遗传距离为0.018—0.025;遗传分化指数结果(Fst=0.331,P=0.000)和确切P检验结果显示(P=0.000)两群体间存在显著遗传分化。基于mtDNACytb分子标记显示条石鲷群体遗传多样性总体上呈现较低水平(h=0.874±0.023,π=0.006±0.003,k=2.761±1.492),舟山群体核苷酸多样度水平显著高于胶南群体;NJ系统发育和群体遗传分化研究结果显示,条石鲷群体间未检测到显著的遗传分化。     

栉孔扇贝(Chlamys farreri)自然群体遗传多样性的RAPD分析

利用RAPD技术对栉孔扇贝(Chlamysfarreri)的四个自然群体(大连、烟台、青岛、韩国)的遗传多样性进行了分析。12个随机引物在四个群体中共检测到123个位点,其中多态位点109个,多态位点比例为88.62%;四个群体中均未检测到各群体特有的扩增带。韩国、烟台、大连、青岛四个群体的遗传多样性指数(Shannon指数)分别为0.2557、0.2557、0.2344和0.2249,以韩国和烟台群体遗传多样性较高,其次为大连群体,青岛群体最低,但它们之间无明显差异。不同群体的遗传多样性指数的平均数Hpop为0.2427,整个栉孔扇贝自然群体的遗传多样性指数Hsp为0.2503。遗传多样性剖分显示,绝大多数(97%)的遗传多样性是由群体内不同个体间的差异造成的,只有很小部分(3%)的遗传多样性与群体间的遗传分化有关。而采用基于单倍型(等位基因)之间的进化距离的AMOVA分析得到的这两个数据则分别为99%和1%,Φ值为0.010,且P=0.05,表明群体间遗传分化明显程度位于临界值。     

我国东南沿海厚壳贻贝(Mytilus coruscus)4 个群体线粒体16S rRNA 序列及遗传结构分析

采用16S rRNA基因测序技术,对我国东南沿海4个地理群体的厚壳贻贝遗传结构及遗传变异进行研究。通过对4个厚壳贻贝群体共83个个体的线粒体16S rRNA基因进行测序,获得1个长度为305bp的同源序列,共检测到150个多态位点,多态位点比例达49.18%。83个个体中共检测到28个单倍型,单倍型多样性指数(Hd)为0.810,核苷酸多样性指数(Pi)为0.09602,平均核苷酸差异数(K)达27.846。结果表明,我国东南沿海厚壳贻贝群体具有较高的遗传多样性水平。遗传结构检测结果表明,舟山群体、温州群体、宁德群体间的遗传距离小,遗传分化系数(Fst)为-0.0141—0.0059之间,群体内部无显著分化(P>0.05),而福州群体与其它群体间遗传距离较大,为0.215—0.217之间,遗传分化系数(Fst)也较大,为0.6217—0.6319之间,存在极显著的遗传分化(P<0.001)。     

基于线粒体COI 基因的毛蚶群体遗传多样性

采用PCR技术,扩增了大连、乳山、烟台、舟山4个毛蚶(Scapharca subcrenata)地理群体共38个个体的线粒体COI基因部分序列,并分析了4个毛蚶群体的遗传多样性和系统发育关系。研究结果显示:38个毛蚶COI部分序列经处理得到长度均为625bp的基因片段,共分为30种单倍型;基于COI部分序列的分析结果,毛蚶4个地理群体总的变异位点为301个,多样性指数Pi为0.15048,平均核苷酸差异数为92.242,单倍型多样性指数S为241。聚类分析显示毛蚶大连群体、乳山群体和烟台群体具有高度的遗传多样性,3个群体交叉聚在一起,没有明显的群体分化;舟山群体单独聚为一支,与其他3个群体分化明显。研究表明,线粒体COI基因不能单独做为毛蚶大连、乳山和烟台群体的遗传标记,但可以作为毛蚶舟山群体的有效群体遗传标记,为线粒体COI基因在群体遗传学的应用提供了基础资料。     

北江大刺鳅(Mastacembelus armatus)的核型分析及线粒体Cyt b基因和D-loop的遗传多样性

采用胸腔注射植物凝集素(PHA)、秋水仙素,以大刺鳅(Mastacembelus armatus)头肾组织为材料,低渗处理,空气干燥法进行染色体标本制备,分析其染色体核型。结果显示:大刺鳅的二倍体染色体数目为2n=48,其核型公式为2n=14m+34t, NF=62。对24尾大刺鳅线粒体Cyt b基因和D-loop序列进行测序分析,结果表明:(1)大刺鳅Cytb基因、D-loop序列长度分别为1438bp、895bp,两个基因的单倍型多样性分别为0.656和0.541,核苷酸多样性分别为0.00539和0.00817,平均核苷酸差异数分别为5.938和6.805,说明该种群的遗传多样性丰富。(2)两个基因的每个个体的遗传距离分别为0.000—0.018和0.000—0.026,说明该种群个体间的遗传距离小。(3)中性检验的Tajima’sD检验及Fu's Fs检验的结果说明该种群没有发生过扩张。结果说明北江大刺鳅的遗传多样性水平较高,可用于人工繁育。     

单环刺螠(Urechis unicinctus)微卫星标记开发及5个地理种群遗传结构分析

采用高通量测序法从单环刺螠基因组中开发微卫星标记,并通过一个秦皇岛单环刺螠野生群体对其进行多态性评价,利用获得的多态性引物对秦皇岛、烟台、潍坊、青岛、大连5个不同海区的野生单环刺螠群体进行了遗传多样性及遗传结构分析。结果表明:本实验设计的50个微卫星标记能稳定扩增的有38个,其中22个微卫星位点在5个群体中均表现为高多态性,等位基因数(Na)介于24—44之间,多态信息含量(PIC)介于0.921—0.967之间。5个群体总的平均有效等位基因数(N_e)范围为6.629—8.850,平均观测杂合度(Ho)和平均期望杂合度(He)范围分别为0.790—0.912、0.851—0.896,大连群体的杂合度最大(H_e=0.8962),潍坊群体的最小(H_e=0.8510),其中有12个微卫星位点在不同群体中出现显著偏离Hardy-Weinberg平衡的现象。平均遗传分化指数(FST)表明,群体分化水平处于中等分化水平(FST值为0.0880—0.1136);聚类分析显示烟台群体先与青岛群体聚为一支,再与秦皇岛群体聚类,然后跟潍坊群体聚为一支,大连群体单独聚为一支;遗传距离模式(IBD)显示单环刺螠群体的地理距离与遗传距离间不存在显著的线性关系。本研究开发的22对微卫星标记可以用于单环刺螠遗传结构分析研究,为下一步单环刺螠种质资源保护和人工繁育提供参考依据。     

大黄鱼野生与养殖群体遗传结构的比较研究

采用垂直板型不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对福建野生与养殖大黄鱼(Pseudosciaena crocea)4个群体(湄洲野生群体、宁德野生群体、宁德养殖群体、连江养殖群体)的遗传结构进行了比较研究。结果表明,4个大黄鱼群体的平均每位点有效等位基因数为1.1250～1.1293,多态位点百分数为12.50%～18.75%,观察杂合度为0.1250,期望杂合度为0.0636～0.0677。湄洲湾野生群体的遗传多样性高于养殖群体。4个大黄鱼群体间的遗传分化很低,4个大黄鱼群体间遗传距离在0.0000～0.0001,平均遗传距离为0.0005,遗传分化系数(Fst=0.0004)低,基因流(Nm=609.6667)大。     

Genetic variation of Laminaria japonica (Phaeophyta) populations in China as revealed by RAPD markers

For the population genetics analysis of the naturally grown brown seaweed Laminaria japonica (Laminariales,Phaeophyta) sampled from Dalian,Yantai,Weihai,Rongcheng and Qingdao in China,ten primers were employed to produce 88 bands as revealed by randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) markers,and all these bands were polymorphic.According to these band patterns,there were 94 distinct phenotypes occurred in 100 samples indicating the high heterozygosity of this kelp.Dalian population samples showed the highest percentage of polymorphism (71.67%),and also the higher diversity estimated on the basis of the Shannon’s index (8.498),suggesting that this population could be chosen as the best resource for genetic breeding.The highest diversity of Yantai population possibly resulted from the introduction of L.longissima used for interspecific cross breeding with L.japonica cultivated in China.From Dalian southwards to Qingdao,the genetic variation of the five populations became less with a decrease in latitude,possibly due to the natural selection especially of high temperature.The genetic distance (Φ ST values) of the five populations was a little significantly correlated with the geographical distance (r=0.496) at P =0.05 by Mantel’s test.Weihai,Rongcheng and Yantai populations were closely grouped genetically together by Neighbor-joining cluster analysis probably in that the dispersal of the kelp by propagules more easily occurring in the range of relatively short distance.The analysis of molecular variance (AMOVA) also demonstrated that the relatively higher variation occurred among populations (71.49%) at an extremely significant level (P <0.000 1).All these evidence showed that there was a relatively distinct genetic differentiation among the sampled kelp populations,and L.japonica grown in China was also rather heterozygous in heredity.     

西太平洋杜氏枪鱿(Uroteuthis duvaucelii)群体形态差异分析

杜氏枪鱿(Uroteuthis duvaucelii)为西太平洋海域广布种,形态特征易受地理阻隔和生态环境等因素影响。采用形态学观察和多元统计分析方法(包括主成分分析、判别分析、聚类分析和单因素方差分析),对采自南通、宁波、南麂岛、东山、汕头、阳江和泰国湾的杜氏枪鱿7个自然群体共202个样品的形态差异进行了比较分析。结果显示:雌、雄群体主成分分析都得到5个主成分,累积贡献率分别为63.395%和67.591%,主成分1和主成分2的散点图均显示各群体存在重叠;雌雄群体的综合判别准确率分别是58.7%和57.3%;雌、雄群体的聚类分析结果基本一致,将7群体分成两支:泰国湾群体与南通、阳江群体聚为一支,宁波、南麂岛、东山和汕头群体聚为一支;所有群体形态测量指标的单因素方差分析结果无显著差异。泰国湾雄性第三腕大吸盘角质环齿数只有7个,与其他群体(11~15个)差异极显著,雌性个体角质环无显著差异。此外,扫描电镜结果显示泰国湾和阳江样品的齿舌形态和大小具显著差异。研究结果为杜氏枪鱿种质资源保护、合理利用与科学管理提供基础资料。     

桃花水母的核糖体RNA基因ITS区序列分析及物种鉴定

利用PCR扩增和DNA测序技术,获得了青岛野外采集到的桃花水母(Craspedacusta)核糖体RNA基因ITS区序列。序列比对以及系统进化分析显示,在青岛采集到的桃花水母与索氏桃花水母(Craspedacusta sowerbyi)的ITS区序列相似度最高,同源性在93%以上;同时,在系统发育树中也与索氏桃花水母聚为一支。研究结果表明,青岛采集到的桃花水母为索氏桃花水母,这也是青岛地区桃花水母的新记录。     

基于COI基因和D-loop区部分序列比较雷州半岛东、西岸湖栖鳍虾虎鱼群体的遗传多样性

为比较分析雷州半岛东、西两岸湖栖鳍虾虎鱼(Gobiopterus lacustris)遗传差异,以COI基因和D-loop区部分序列为分子标记,获取雷州半岛湖栖鳍虾虎鱼群体COI序列44条(九龙山群体21条,高桥群体23条)、D-loop序列53条(九龙山群体25条,高桥群体28条)。基于COI基因部分序列分析结果显示:619 bp的44条序列中,统计的变异位点29个;T、C、A、G碱基组成分别为:27.8%、31.0%、23.7%、17.5%,且A+T(51.5%)高于C+G(48.5%);单倍型多样性比较,九龙山群体(0.695)高桥群体(0.324);遗传分化分析表明东、西群体分化显著(Snn=0.0.591,0.01P0.05),基因流(Nm)为5.37,遗传分化系数(Gst)为0.147,固定指数(Fst)为0.042(0.001P0.01),核苷酸差异数(Kxy)为2.547,核苷酸歧义度(Dxy)为0.004。而基于D-loop区部分序列分析结果表明:563 bp的53条序列中,变异位点133个;T、C、A、G碱基组成分别为:32.3%、14.8%、35.5%、17.4%,A+T(67.8%)明显高于C+G(32.2%);单倍型多样性与COI分析结果类似,九龙山群体(0.797)高桥群体(0.661);遗传分化分析表明东、西群体分化极显著(Snn=0.970,P0.001),Fst为0.315(P0.001),Nm值为0.55,Gst、Kxy、Dxy分别为:0.157、3.506、0.006;AMOVA分析揭示群体内变异程度高于群体间;聚类分析表明,基于COI基因与D-loop区部分序列构建的邻位链接法聚类树(NJ树)均存在按照采样点聚类的现象,但D-loop更为明显。综上,雷州半岛东、西两岸湖栖鳍虾虎鱼群体出现较为明显的分化现象。     

不同养殖海域栉孔扇贝(Chlamys farreri)混合家系的通径分析

为了深入认识栉孔扇贝(Chlamys farreri)壳尺寸性状和体重之间的关系,达到通过直观可见形状判断非直观性状,在栉孔扇贝苗种培育中指导种贝挑选工作的目的,本实验将600余只扇贝分别于三个不同纬度养殖环境(山东青岛、山东荣成和辽宁大连)下养殖一年后测量其性状数据,包括壳长、壳高、壳宽、体重,进行壳尺寸性状对体重性状的通径分析。偏回归系数统计表明,除大连海域壳长对体重的偏回归系数为0.266,差异不显著(P0.05)外,其它参数对体重均极显著(P0.01),表明大多数自变量和因变量之间都有极显著的共线性关系。对各个海域建立以壳尺寸为自变量,体重为因变量的回归方程,得出通径系数、各性状间的相关性指数以及各参数对体重的决定系数,计算出了不同养殖地点的栉孔扇贝壳尺寸性状和体重之间关系的回归方程。通径分析显示,对青岛海域栉孔扇贝体重直接作用最大的是壳高,对荣成海域栉孔扇贝体重直接作用最大的是壳长,而对大连海域栉孔扇贝体重直接作用最大的是壳宽。因此,以体重为目标挑选青岛海域的种贝时,应以壳高为优先选择指标;挑选荣成海域的种贝时,优先选择壳长;挑选大连海域的种贝时,优先选择壳宽。不同养殖海域栉孔扇贝的通径分析为栉孔扇贝亲贝的挑选提供了理论支持。