松花湖翘嘴鲌(Culter alburnus)形态特征差异和遗传多样性的研究

松花湖又称丰满水库,位于松花江中上游,是我国重要的淡水渔业资源库。翘嘴鲌(Culter alburnus)是松花湖特色鱼类之一,具有较高经济价值。近年来,环境污染、过度捕捞和涉水工程建设造成生境的改变,野生翘嘴鲌资源量下降,种质资源受到严重威胁。因此,亟需开展对现存的翘嘴鲌资源开展种质资源评估,从而实现其种质资源的保护和利用。本文以松花湖翘嘴鲌为对象,基于传统形态学和线粒体DNA(Mitochondrial DNA,Dorsomorphin研究购买mt DNA)COI基因序列分析的研究方法,引入南方典型水域的翘嘴鲌群体样本进行对比分析,包括淮河、长江、太湖、滆湖和淀山湖等5大淡水湖泊,从形态特征差异和遗传多样性两个方面综合评估松花湖翘嘴鲌种质资源情况。同时,本研究初步探讨了松花湖湖区内4种鲌类群体的遗传多样性和物种间近缘关系。具体研究结果如下:1.分别采集松花湖51尾、淮河36尾、太湖26尾和淀山湖40尾,采用传统形态度量学的方法,针对鱼类可数可量的14项指标进行多元统计分析,评估了松花湖群体的形态差异特征,对比分析了4个地理群体间的翘嘴鲌形态差异。单因素方差分析显示,翘嘴鲌各群体在吻长/体长、头长/体长、眼径/体长、腹鳍长/体长存在显著差异(P<0.01)。主成分分析显示,共提取5个主成分,贡献率分别为17.27%、14.18%、11.80%、7.86%和7.35%Laduviglusib生产商,累计贡献率为58.46%。差异主要体现在头部和躯干部分;聚类分析结果显示,4个群体可分为两支,淮河和太湖群体之间的形态最为相似,最先聚为一支,松花湖和淀山湖群体聚为另一支。利用逐步判别分析法对4个群体翘嘴鲌可量性状数据比例数据进行判别分析,判别准确率在69.23~96.08%,综合判别率为78.06%,各群体的判别准确率由大到小依次为松花湖群体、淀山湖群体、淮河群体和太湖群体。研究表明,各群体存在形态差异,可通过多元分析参数进行有效区分,生境的不同和适应可能是引起翘嘴鲌形态差异的主要原因。2.为进一步评估松花湖翘嘴鲌种质资源情况,采集松花湖群体44尾、淮河群体30尾、长江群体32尾、太湖群体31尾和滆湖31尾,共计168个样本。基于mt DNA COI基因部分序列的分子遗传标记的方法,评估了松花湖翘嘴鲌群体遗传多样性。在526 bp的翘嘴鲌COI基因序列中,碱基T、C、A和G的平均含量:25.3%、18.1%、28.1%和28.6%,表现出AT偏倚;5个群体共检测了115个多态位点,定义了11个单倍型。5个群体的核苷酸多样性范围在0.00053~0.01834,单倍型多样性范围在0.280~0.746。表明遗传多样性高低依次为:太湖>松花湖>淮河>长江>滆湖群体;群体间遗传分化系数Fst(fixation index,Fst)及遗传距离分析,松花湖群体与其他群体间存在显著的遗传分化,且与其他群体间的遗传距离均较远;分子变异方差(Analysis of molecular variance,AMOVA)分析结果表明,群体内的遗传变异显著高于群体间的变异(83.10%>16.90%);中性检测、错配分布和贝叶斯天际线图(Bayesian Skyline Plot,BSP)分析表明,翘嘴鲌群体近期没有发生种群扩张,群体相对稳定。研究结果为翘嘴鲌的遗传多样性保护及选育等工作提供了基础数据。3.探究松花湖翘嘴鲌在鲌类(鲌属、原鲌属)种间的遗传特性及近缘关系,应用mt DNA COI基因序列,对松花湖4种鲌类,包括翘嘴鲌43尾、蒙古鲌27尾、达氏鲌39尾和红鳍原鲌30尾,共计139个COI基因样本序列进行了遗传多样性的相关探讨。结果表明,4种鲌类COⅠ基因序列碱基含量组成相似,在664 bp的COI序列中共检测到125个变异位点,简约信息位点79个,碱基T、C、A和G的平均含量分别为2Amperometric biosensor7.47%、25.26%、28.29%和18.48%。碱基组成具有偏向性,A+T的含量(56.26%)是高于C+G的含量(43.74%)。4种鲌类共定义17个单倍型,单倍型多样性范围在0.549~0.8756,核苷酸多样性在0.00325~0.01467,平均核苷酸差异为2.159~9.743。4种鲌类遗传多样性以红鳍原鲌最高,其次为翘嘴鲌和蒙古鲌,达氏鲌遗传多样性最低。遗传结构表明,利用kimura’s 2-parameter计算4种鲌类遗传距离,种间遗传距离范围在0.0474~0.0601,翘嘴鲌和红鳍原鲌距离最远。种内遗传距离范围为0.0033~0.0155,以红鳍原鲌遗传距离更远。分子方差分析显示,群体间的变异是变异的主要来源,群体间变异占遗传变异的83.92%。系统进化树和单倍型网络图显示,17个单倍型以不同物种相互聚集,不同物种彼此隔离分布。历史动态结果表明,达氏鲌和翘嘴鲌显著偏离中性平衡,错配分布呈现单峰型,推测群体经历过扩张;而蒙古鲌和红鳍原鲌的错配分布呈现多峰,种群稳定。整体来看,松花湖4种鲌类的遗传多样性水平较高。综上所述,本文应用传统形态学方法,比较分析了松花湖群体的翘嘴鲌形态差异,从宏观的角度评估了翘嘴鲌的形态差异,根据特征性状参数可有效判别松花湖翘嘴鲌群体,为良种选育提供数据参考;进一步结合微观的mt DNA COI基因的分子标记对比评估了翘嘴鲌等鲌类遗传多样性情况,结果表明松花湖遗传多样性较为丰富。后续研究可采用形态学框架法和更多的分子标记方法,全面系统的进行种质资源评价,为松花湖翘嘴鲌的保护和管理提供数据参考。