我国鲫种群遗传多样性及起源进化研究进展

鲫分为指名亚种和银鲫亚种,是我国重要的淡水养殖对象,具有较高的经济价值。鲫适应性较强、分布地区广泛、遗传背景复杂且具有不同的形态和倍型。目前,众多学者运用多种方法对不同鲫的遗传多样性及起源、进化进行了大量研究。但研究方法、研究对象和标准之间的差异,使得结果之间存在较大分歧。本文对我国的鲫资源、遗传多样性及不同鲫的起源进化进行归纳总结,发现我国野生鲫种质资源丰富,不同野生鲫地方群体的遗传变异度较大,遗传多样性处于比较丰富的状态,具有较大的育种潜力。银鲫同一雌核发育系表现出高度的遗传同质性,但不同发育系之间存在丰富的遗传变异,表现出较高的遗传多样性。而按照人类自身喜好选育而成的金鱼,群体遗传多样性则远低于野生鲫群体。本文对于银鲫、彭泽鲫、其他鲫及金鱼的起源与进化也进行了探讨。银鲫的起源虽然存在争议,但大多数的研究结果还是支持"银鲫与鲫属于一级亲缘关系,应归于同一个种,三倍体银鲫是在特殊环境下从鲫中分化出来的种群"这一观点。彭泽鲫可能是从养殖银鲫的池塘中逃逸而进入天然水域的外源鱼,也可能是起源于具有明显生长优势的野生鲫,并因其优良性状而被选育出来。彭泽鲫不同雌核发育系的发现,使得彭泽鲫与银鲫和野生鲫的亲缘关系更加复杂,对于三者的关系,仍需要进一步比较研究。我国大多数地区三倍体野生鲫具有独立起源的可能性较大,在某地形成后扩散到其他水系形成独立群体的可能性较小,但也不排除一些鲫地理群体是由于早年养鱼历史造成的外来鲫入侵。金鱼可能起源于我国长江中下游的野生鲫,首先形成草系,然后分化出文种品系和龙种品系,随着时间的推移和人工选择,文种品系又分化出水泡系,龙种品系则分化出蛋系。虽然金鱼品种过多,但从线粒体的角度分析,均为同一母系起源。本文通过对我国鲫相关研究的梳理,分析和探讨了我国鲫种质资源现状、存在问题及未来的研究重点,旨在为鲫种质资源的合理开发、利用和保护提供理论依据,进而促进鲫产业又好又快地发展。     

魁蚶(Scapharca broughtonii)不同地理群体的遗传多样性及种群结构

采用PCR技术扩增了中国山东胶南、长岛、蓬莱、荣成和韩国统营5个地理群体魁蚶(Scapharca broughtonii)样本的COⅠ、12S rRNA、18S rRNA和28S rRNA基因部分序列，分析了魁蚶5个地理群体的遗传多样性和系统进化关系。经测序拼接、剪接后，分别获得67条776 bp的COⅠ序列、72条443 bp的12S rRNA序列、75条909 bp的18S rRNA序列和75条894 bp的28S rRNA序列。序列分析结果显示，5个群体75个个体的COⅠ序列中共检测到466个多态位点，32种单倍型，单倍型多样性指数为0.925，核苷酸多样性指数为0.086；12S rRNA序列中共检测到292个多态位点，43种单倍型，单倍型多样性指数是0.928，而核苷酸多样性为0.0856；在18S rRNA序列中，5个群体都表现出丰富的遗传多样性，共有74种单倍型，909个多态位点，单倍型多样性指数为1.0，核苷酸多样性指数为0.717，其中胶南群体变异位点最多、多样性最丰富；通过对28S rRNA部分序列的分析发现，75个个体共检测到27个多态位点，18种单倍型，单倍型多样性指数为0.778，核苷酸多样性指数为0.289，蓬莱群体多样性最丰富。遗传距离分析结果表明，韩国群体与其他4个群体的遗传距离较大；基于COⅠ序列的系统进化树显示有多个聚群。     

基于线粒体COI序列的江淮下游湖泊鲢群体遗传多样性和遗传结构分析

本研究采用线粒体COI序列为分子标记，探究了长江、淮河下游8个湖泊鲢(Hypophthalmichthys molitrix)群体的遗传多样性和遗传结构。通过PCR和测序技术，获得鲢COI基因序列片段。分析结果显示：COI序列片段长度为630 bp, 243条COI序列共检出23个变异位点，定义14种单倍型，平均单倍型多样性(H_d)和核苷酸多样性(P_i)分别为0.692和0.005 12。8个群体的单倍型多样性为0.508～0.803,核苷酸多样性为0.002 41～0.006 94,表明鲢群体的遗传多样性有较大差异。分子方差分析结果显示，遗传变异主要来自于群体内，遗传分化指数(F_ST)为0.008 3,表明群体间没有显著遗传分化。系统发育树和网络结构图显示，单倍型分化为2个分支，但群体没有形成特定的地理遗传结构。中性检验结果和歧点分布曲线表明，鲢群体没有显著偏离中性选择，群体大小保持相对稳定。     

基于CO I和Cyt b序列的丹江口水库鲢群体遗传结构特征分析

有效的人工增殖放流应监控放流群体和野生群体的遗传结构特征,以避免放流群体对天然群体遗传多样性的负面影响。本研究利用线粒体CO I和Cyt b基因分析了丹江口鲢库区、鲢亲本和鲢子代3 个群体的遗传结构特征。分析结果显示,104 条646 bp线粒体CO I序列中共检测到多态位点15 个,简约信息位点5 个,单一变异位点10 个,定义了7 个单倍型,单倍型多样性为0.544~0.676,核苷酸多样性为0.00221~0.00254;103 条1058 bp线粒体Cyt b序列中共检测到多态位点19 个,简约信息位点13 个,单一变异位点6 个,定义了14 个单倍型,单倍型多样性为0.609~0.714,核苷酸多样性为0.00262~0.00424,总体上处于较高单倍型多样性和较低核苷酸多样性。CO I和Cyt b序列遗传距离、遗传分化指数以及基因流分析结果显示,群体间遗传距离为0.002（CO I）、0.003~0.004（Cyt b）,总的遗传分化指数为-0.00468（P>0.05）（CO I）、0.03180（P>0.05）（Cyt b）,差异均不显著,群体间基因流为14.69～41.47（CO I）、5.49～40.47（Cyt b）,分子方差分析（AMOVA）结果表明群体的遗传变异主要来自群体内。单倍型聚类关系树表明,3 个鲢群体间均存在共享单倍型,不同地理群体间单倍型散乱分布于各支,未形成地理群体的聚集。以上分析结果显示,3 个鲢群体间不存在明显的遗传分化,表明增殖放流鲢群体与丹江口库区野生群体的遗传多样性和遗传结构相近,可开展增殖放流。本研究结果可为丹江口鱼类增殖站鲢群体的增殖放流提供科学依据。     

基于线粒体D-loop区探讨我国养殖大口黑鲈的分类地位和遗传变异

对大口黑鲈国内养殖种群(G)和北方亚种(N)、佛罗里达亚种(F)两个野生种群共23个个体的线粒体DNA D-loop区序列进行分析,探讨国内养殖大口黑鲈(Micropterus salmoides)的分类地位和遗传变异。D-loop区序列分析结果表明,共检测到73个变异位点,总变异率为9.0%。三群体间没有共享单倍型,群体G的5个个体含2种单倍型,群体N的11个个体含9种单倍型,群体F中每个个体均为一种单倍型。对三个群体间的遗传距离分析表明,养殖群体与北方亚种野生群体的遗传距离为0.009,与佛罗里达亚种野生群体的遗传距离为0.053,表明国内养殖的大口黑鲈在分类上属于北方亚种,分子系统进化树的进一步分析结果与其一致。群体N、F和G的核苷酸多样性指数(π)依次为0.008 2,0.013和0.000 5,单倍型多样性指数(h)分别为0.946,1.000和0.400,显示出养殖大口黑鲈群体的遗传多样性相比国外野生群体有明显下降,有必要开展大口黑鲈的遗传改良研究,提高其种质质量。     

魁蚶(Scapharca broughtonii)不同地理群体的遗传多样性及种群结构

采用PCR技术扩增了中国山东胶南、长岛、蓬莱、荣成和韩国统营5个地理群体魁蚶(Scapharca broughtonii)样本的COⅠ、12S rRNA、18S rRNA和28S rRNA基因部分序列,分析了魁蚶5个地理群体的遗传多样性和系统进化关系。经测序拼接、剪接后,分别获得67条776 bp的COⅠ序列、72条443 bp的12S rRNA序列、75条909 bp的18S rRNA序列和75条894 bp的28S rRNA序列。序列分析结果显示,5个群体75个个体的COⅠ序列中共检测到466个多态位点,32种单倍型,单倍型多样性指数为0.925,核苷酸多样性指数为0.086;12S rRNA序列中共检测到292个多态位点,43种单倍型,单倍型多样性指数是0.928,而核苷酸多样性为0.0856;在18S rRNA序列中,5个群体都表现出丰富的遗传多样性,共有74种单倍型,909个多态位点,单倍型多样性指数为1.0,核苷酸多样性指数为0.717,其中胶南群体变异位点最多、多样性最丰富;通过对28S rRNA部分序列的分析发现,75个个体共检测到27个多态位点,18种单倍型,单倍型多样性指数为0.778,核苷酸多样性指数为0.289,蓬莱群体多样性最丰富。遗传距离分析结果表明,韩国群体与其他4个群体的遗传距离较大;基于COⅠ序列的系统进化树显示有多个聚群。     

基于COⅠ序列的海南岛8个弹涂鱼群体遗传多样性研究

使用线粒体COⅠ基因部分序列作为遗传标记,分析了中国海南岛8个弹涂鱼(Periophthalmus modestus)地理群体的遗传多样性、遗传分化、种群历史动态,以为更好的保护弹涂鱼种质资源提供依据。采集的236尾弹涂鱼样本的COⅠ基因片段序列共检测到59种单倍型,总体单倍型多样性较高(0.861±0.019),核苷酸多样性偏低(0.004 39±0.000 24);基于单倍型的邻接关系树没有呈现与地理群体成谱系的结构;分子方差分析表明,遗传变异主要来自群体内(99.36%);遗传分化指数(F_(st))显示,三亚与临高、东方两个群体存在中等程度遗传分化;群体间基因交流频繁,核苷酸不配对分布和中性检验表明,部分地方群体曾经发生过扩张。海南岛弹涂鱼整体遗传分化程度不高(F_(st)=0.006 37),是一个随机交配的群体,遗传多样性较低,建议加强弹涂鱼资源的保护。     

基于线粒体 Cyt b 基因序列的洞庭湖河蚬遗传多样性分析

研究洞庭湖不同地理群体河蚬的遗传多样性和遗传结构,为其资源合理开发和有效保护提供参考。在6个样点共采集河蚬126只,以线粒体细胞色素b基因部分序列为分子标记,分析扩增与测序后基因序列的单倍型及多样性、核苷酸多样性,计算群体间遗传分化指数等。获得长531bp的序列片段,共检出5种单倍型,变异位点10个;平均单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.559和0.006。6个河蚬群体间的遗传距离为0.006~0.007;遗传分化指数和AMOVA分析显示,河蚬群体间遗传分化低,遗传变异主要来自群体个体内。最大似然法构建的系统进化树中,单倍型DTH1和DTH5聚为一支,DTH2、DTH3、DTH4聚为另一支。中性检验结果显示洞庭湖河蚬群体相对稳定,没有经历过瓶颈效应和突然的群体萎缩等历史事件。洞庭湖6个河蚬群体间不存在显著的遗传差异,可将其作为一个整体进行管理和保护。     

喀斯特山区大眼鳜线粒体COⅠ基因序列分析

为了解喀斯特山区大眼鳜3个地理群体内和群体间的遗传变异特点,采用PCR技术对169尾个体的线粒体DNA COⅠ基因进行扩增、测序,获得的序列长度为1512bp。分析显示,碱基A、T、C、G的平均含量分别为24.9%、28.6%、28.7%、17.8%,其中A+T(53.5%)含量高于G+C(46.5%)含量。169个样本共检测到5个多态位点,并定义了5种单倍型。对喀斯特山区大眼鳜群体COⅠ基因与洞庭湖大眼鳜COⅠ基因序列进行序列差异分析,结果显示,两者之间存在10个变异位点,集中在1268~1456nt。喀斯特山区3个群体间4种碱基在密码子3个位点上的使用频率无差别,与洞庭湖大眼鳜相比,密码子第1位上的4种碱基含量差别不大,密码子第2位上T含量(40.9%)高于后者(39.9%),而A和C含量则低于后者;与洞庭湖翘嘴鳜比较差别很小,但与斑鳜、暗鳜、长身鳜和波纹鳜4种鳜鱼比较,在密码子第1位和第3位存在不同差异,特别是暗鳜和波纹鳜密码子第3位中A含量(30.0%)明显低于喀斯特山区大眼鳜(31.8%),而波纹鳜G(8.9%)明显高于后者(7.3%)。喀斯特山区大眼鳜平均单倍型多样性为0.395,平均核苷酸多样性为0.00029,遗传多样性贫乏。     

基于COI序列的长江中上游鲢6个地理群体遗传多样性分析

为了对长江中上游鲢(Hypophthalmichthys molitrix)种质资源现状进行监测和评价,本研究利用线粒体细胞色素C氧化酶I(cytochrome c oxidase subunit I)基因(COI)对长江中上游宜宾、忠县、万州、石首、监利、湘江6个鲢群体进行了遗传多样性分析。结果表明,在648 bp的COI序列中共检测到42个变异位点,其中单变异位点14个,简约信息位点28个。6个群体123个个体共定义了26个单倍型,单倍型多样性为0.0476~0.0945,核苷酸多样性为0.00196~0.00982。6个鲢群体总体遗传多样性丰富,万州群体单倍型多样性和核苷酸多样性均最高,忠县群体单倍型多样性最低,核苷酸多样性最低的为石首群体。遗传变异主要来自群体内个体间,单倍型网络图和系统进化树显示各群体的单倍型没有形成明显的地理格局。此外,上游宜宾群体和万州群体与中游的石首、监利和湘江群体具有明显的遗传分化,中游的监利群体与石首群体和湘江群体也有一定的遗传分化,上游群体和中游群体应该分属于长江水系两个不同的种群。     

从野生群体的基因型图案追踪银鲫雌核发育生殖特征

银鲫(Carassius auratus gibelio)是行雌核发育的三倍体物种,但在自然水域与二倍体普通鲫(Carassius auratus L.)生活在一起,外形上无法区分,在群体遗传学的各种参数上两者也没有明显区别。本研究利用17个二碱基微卫星标记和51个三碱基微卫星标记对2次采样共6个样本组进行了基因型分析。通过对电泳图案及电泳结果的简单描述和比较来分析银鲫和普通鲫在群体遗传学上的差别。在2次采样所得群体的等位基因数和基因型数这2个参数上,普通鲫都明显高于银鲫(第1次所采样本普通鲫与银鲫的基因型数之比217∶175;等位基因数之比188∶163;第2次样本基因型数之比537∶349,等位基因数之比353∶282)。结果也表明在纯合子占优势的基因座,纯合子比例银鲫高于普通鲫,杂合子比例则是普通鲫远远高于银鲫;与此完全相反,在杂合子占优势的基因座,纯合子比例银鲫低于普通鲫,杂合子比例则是银鲫远远高于普通鲫。研究还通过比较普通鲫的基因座遗传平衡数据,讨论了银鲫群体基因座不平衡现象的特征和产生的原因。     

同水体银鲫与普通鲫遗传多样性比较研究

通过2003年、2004年连续两年采样,用20对具有稳定扩增的银鲫微卫星引物对样品进行扩增,结果如下：2003年样品三倍体银鲫与二倍体鲫的平均杂合度分别为0．5885、0．6066；2004年样品两者的平均杂合度为0．5946、0．6091。2003年样品三倍体银鲫与二倍体鲫的遗传相似性系数为0．6331,两者的遗传距离为0．3669；2004年样品两者的遗传相似性系数为0．6173,遗传距离为0．3827。两年测定的结果显示三倍体银鲫的杂合度略低于二倍体鲫,两者的遗传距离较近,在所扩增的大部分微卫星位点上基因型相同或相似,其差异为种内差异,三倍体银鲫是鲫的一个特殊种群,在进化上,三倍体银鲫可能是从鲫分化而来的,是其在特殊的环境下的一种适应。     

三倍体湘云鲫及其亲本线粒体DNA的比较研究

用人工选育的异源四倍体鲫鲤（♂）与白鲫（♀）杂交获得具有明显生长优势的三倍体湘云鲫。采用差速离心和核酸酶处理等方法，从三倍体、白鲫和异源四倍体鲫鲤肝组织中提取线粒体DNA，并用9种限制性内切酶进行单酶酶切分析。经琼脂糖凝胶电泳后计算出各酶切片段的大小，测得三倍体、白鲫和异源四倍体鲫鲤mtDNA的分子大小分别为16．24kb、16．60kb和16．20kb。根据各单倍型间的酶切片段共享度，估算出3个群体间的遗传距离，说明了mtDNA母系遗传的特性。     

淇河鲫雌核发育克隆系鉴定与性状分析

淇河鲫（Carassius auratus）为河南省的传统优质特色水产品种之一,是我国著名的鲫地方品种。本研究利用15个微卫星标记从85尾淇河鲫样品中共鉴定出21个克隆系,在其中6个克隆系中检测到18尾雄性个体。结果表明：淇河鲫是两性型雌核发育三倍体,遗传多样性水平较高。多元统计分析显示：体高、体宽、背鳍基长等3个性状对体质量的影响达到了极显著的水平（P〈0.01）,这一结果与体高背厚的淇河鲫种质较优异的生产经验一致。本研究结果提示：可以借鉴两性型雌核发育方正银鲫育种成功经验来开展淇河鲫品种的选育,在选育过程中应关注淇河鲫体高背厚的形态特点。     

鲤、鲫杂交子代的同工酶分析

利用水平式淀粉凝胶电泳法对乌克兰鳞鲤(♀)×乌龙鲫四倍体(♂)、红鲫(♀)×乌龙鲫四倍体(♂)、红鲫(♀)×乌龙鲫二倍体(♂)、白鲫(♀)×墨龙鲤(♂)4组鲤鱼、鲫鱼杂交子代背侧肌肉组织的天冬氨酸转氨酶、α-甘油醛磷酸脱氢酶、葡萄糖磷酸异构酶、异柠檬酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、磷酸葡萄糖变位酶及肌浆蛋白进行电泳分析,并测量了红细胞长径。红细胞测量结果表明,乌克兰鳞鲤(♀)×乌龙鲫四倍体(♂)、红鲫(♀)×乌龙鲫四倍体(♂)、红鲫(♀)×乌龙鲫二倍体(♂)杂交子代为三倍体,白鲫(♀)×墨龙鲤(♂)杂交子代为二倍体。4组杂交子代葡萄糖磷酸异构酶同工酶的基因组成结果显示,父本乌龙鲫四倍体和父本乌龙鲫二倍体均产生二倍体配子,且二倍体配子中1套为鲤鱼染色体组,1套为鲫鱼染色体组。     

洞庭青鲫等5个鲫品系线粒体ATPase基因序列的比较分析

运用PCR扩增、克隆、测序等技术对洞庭青鲫(Carassius auratus var.Dongtingking)、彭泽鲫(C.auratus var.Pengze)、普通鲫(C.auratus)、红鲫(C.auratus var.red)、日本白鲫(C.auratus cuvieri)等5个鲫品系线粒体DNA ATP...     

葡萄糖、维生素C对普安银鲫早期发育的影响

为探究葡萄糖和维生素C（VC）对普安银鲫（Carassius auratus gibelio）早期发育的影响,采用静水溶液浸泡法研究了葡萄糖和VC溶液浸泡中普安银鲫仔鱼出膜时间、孵化率、成活率及卵黄囊仔鱼生长特点。结果显示,葡萄糖溶液质量浓度低于15 g·L^-1,仔鱼出膜时间随着葡萄糖质量浓度的增加而缩短,孵化率、成活率、体质量和全长则升高;葡萄糖溶液质量浓度高于15 g·L^-1对普安银鲫的早期发育表现出抑制作用。VC溶液质量浓度低于30mg·L^-1时,仔鱼出膜时间随着ρ（VC）的增加而降低,孵化率、成活率、体质量和全长则升高。ρ（VC）高于30mg·L^-1对普安银鲫的早期发育表现出抑制作用。研究表明适宜浓度的葡萄糖和VC能促进普安银鲫的早期发育。     

同源与异源精子对方正银鲫子代存活、生长及性别的影响

5月中下旬繁殖季节,用方正银鲫（Carassius auratus gibelio）的卵子分别与麦穗鱼（Pseudorasbora parva）（方正银鲫♀×麦穗鱼♂,简称FM）、方正银鲫（方正银鲫♀×方正银鲫♂,FF）和荷包红鲤（Cyprinus carpio）（方正银鲫♀×荷包红鲤♂,FH）的精子进行人工授精,孵出的仔鱼在网箱中饲养,测定和统计各组子代的存活率、绝对增重率和性比等。结果表明：FF子代的成活率（91.15±1.78%）极显著地高于FM（87.50±2.13%）和FH（85.00±1.04%）（P〈0.01）,FM和FH之间差异不显著（P〉0.05）;FM（20.17±4.33 g）、FH（23.13±3.58 g）子代的出池体质量显著高于FF（18.90±3.82 g）（P〈0.05）,无论雌性还是雄性子代,组间差异均极显著（P〈0.01）,而组内、性别间生长差异不显著（P〉0.05）;FM（99%）、FF（73%）和FH（99%）子代的雌性百分比明显偏向雌性（P〈0.01）,且组间差异极显著,异源精子受精后子代中雌鱼比例明显增高（P〈0.01）。本研究结果证明：银鲫生长性状中存在＂异精效应＂,异源精子对子代的存活率和性别比例有显著影响,对生产中积极利用异源精子提供了数据支持。     

微卫星分离模式显示雄性三倍体鲫产生非整倍体精子

三倍体鲫(Carassius auratus)行天然雌核发育,其自然种群中却有较高比例的雄性个体,这些雄性个体的性腺发育正常,能产生有活力的精子。而且其精子的DNA含量约为体细胞的一半,显示三倍体鲫精子发生过程中可能经历了均等的减数分裂。流式细胞术虽然能够较准确地测定细胞群的平均DNA含量,但是却很难检测到单个精子中的个别染色体增减,要明确回答雄性三倍体鲫产生的精子是否为整倍体需要定量地检测单个精子的遗传组成。本研究用微卫星标记检测以雌性鲤(Cyprinus carpio)与雄性三倍体鲫为亲本构建的杂种家系的基因型,结果发现母本鲤的多态位点在子代中呈孟德尔分离,父本三倍体鲫具有三套鲫基因组,其等位基因在子代中呈随机分离。上述研究结果提示:三倍体鲫起源于二倍体鲫的同源加倍,而非二倍体鲫和鲤的种间杂交;三倍体鲫通过染色体的随机分离产生非整倍体的精子,其精子发生过程中没有均等的减数分裂。三倍体鲫行雌核发育生殖,却可能并非起源于种间杂交且群体中的雄性个体可育,因而是单性生殖鱼类中的一个特例。