基于线粒体COⅠ基因序列的东南太平洋茎柔鱼群体遗传结构分析

茎柔鱼广泛分布在东太平洋海域,分布水域广,种群结构复杂。采用线粒体COⅠ序列为遗传标记分析了东南太平洋茎柔鱼(Dosidicus gigas)遗传结构特征。在秘鲁外海8个群体239个样本的线粒体COⅠ序列中共检测到46种单倍型,42个变异位点。8个群体的单倍型多样性为(0.469±0.114)～(0.759±0.086),核苷酸多样性为(0.001 04±0.001 07)～(0.003 63±0.001 21),均具有较高的单倍型多样性水平和较低的核苷酸多样性水平。基于单倍型构建的NJ树以及基于群体间遗传距离构建的UPGMA树分析显示,8个群体间没有明显的地理谱系结构特征。AMOVA及F_(st)分析结果表明,群体间变异百分比为0.26%,群体内变异百分比为99.74%,说明遗传变异主要来自群体内部,群体间不存在显著的遗传结构分化。群体间的基因流数据分析表明,各群体间具有显著的基因交流。研究结果可为茎柔鱼资源的合理利用、开发及科学管理提供必要参考。     

秘鲁外海茎柔鱼大型群与小型群的遗传变异分析

秘鲁海域茎柔鱼(Dosidicus gigas)资源丰富,且存在不同性成熟胴长群体。为了更好地对该海域茎柔鱼资源进行开发管理,本文利用线粒体DNA(mtDNA)与微卫星DNA(SSR)2个分子标记对秘鲁外海茎柔鱼大型群与小型群的遗传变异进行研究。基于Cytb基因序列得到的2个群体总的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为19、0.758±0.052、0.002 19±0.001 46和1.586。基于COⅠ基因序列得到的2个群体总的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为18、0.707±0.055、0.001 70±0.001 26和1.057。2个群体具有较高的单倍型多样性指数和较低的核苷酸多样性指数。筛选的12个SSR位点均为高度多态性位点(PIC=0.725~0.933),位点DG02、DG07、DG09、DG28、DG36极显著偏离Hardy-Weinberg平衡(P0.01)。基于SSR标记得到的大型群观测杂合度为0.716,期望杂合度为0.868;小型群观测杂合度为0.721,期望杂合度为0.883,二者均具有较高的遗传多样性。基于mtDNA标记的单倍型网络关系图及2个群体间遗传分化系数Fst分析结果显示,2个群体不存在显著的遗传分化(Cytb:Fst=0.004 52,P0.05;COⅠ:Fst=0.000 89,P0.05)。基于SSR标记也得出相同的结论(Fst=0.002 51,P0.05)。2个群体可能在产卵洄游过程中发生基因交流,建议将秘鲁外海茎柔鱼大型群和小型群看作1个管理单元。     

东南太平洋茎柔鱼资源丰度灰色预测研究

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是东南太平洋头足类中个体最大、资源最丰富的种类之一,经济价值高,已成为我国远洋渔业的重要组成部分。准确的资源丰度预测有利于资源的合理开发和利用。本研究基于2003~2015年东南太平洋茎柔鱼生产统计数据以及其产卵场环境、气候因子资料,使用相关性分析和灰色系统方法,建立东南太平洋茎柔鱼资源丰度的预报模型。结果显示,2月产卵场海表面温度(Sea surface temperature, SST)、3月产卵场叶绿素a浓度(Chl a)、12月太平洋年代气候震荡(Pacific decadal oscillation, PDO)和10月厄尔尼诺指数(Oceanic Nino index, ONI)与茎柔鱼资源丰度具有较好的相关性。比较多种预报模型发现,基于2月SST、12月PDO和10月ONI的GM(1, 4)模型有较好的预测效果,其准确率达到85%以上,可用于东南太平洋茎柔鱼资源丰度的预测。     

基于线粒体COⅠ和Cytb基因序列的北太平洋柔鱼种群遗传结构研究

为准确掌握柔鱼的种群遗传结构,拟通过线粒体DNA的COI和Cytb基因序列分析方法对柔鱼不同产卵季节群体的遗传多样性和遗传结构进行研究。经PCR扩增与测序分别获得600 bp COI与481 bp Cytb基因序列。基于COI基因序列分析得到的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为24、(0.729 ±0.033)、(0.005 70 ± 0.003 25)和3.421。基于Cytb基因序列分析得到的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为28、(0.852 ± 0.016)、(0.006 45 ± 0.003 73)和3.101。分析认为, 北太平洋柔鱼2个产卵季节群体均具有较高的单倍型多样性指数和较低的核苷酸多样性指数。单倍型邻接树、两两群体间的F_st值以及AMOVA分析结果均表明, 北太平洋柔鱼2个产卵季节群体间的遗传差异不显著, 不存在显著的群体遗传结构。初步认为, 该海域因缺乏地理上的障碍, 加之北太平洋海流的作用以及柔鱼个体较强的游泳能力, 使得群体之间具有较强的基因流。     

东南太平洋智利竹鱼渔场渔获物的种类组成与多样性

根据2009年3~6月和2012年3~5月在东南太平洋智利竹鱼(Trachurus murphyi)渔场(39°42'S~46°42'S;79°30'W~97°30'W)的渔获种类组成和数量分布调查数据,分析了其种类组成的月份和昼夜差异及其物种多样性。结果表明:调查期间共发现鱼类13科20种和未定种鱼类1种,其中鲭科4种、乌鲂科3种、头足类3种,均隶属于柔鱼科。从数量分布来看,2009和2012年均是以智利竹鱼比例最高,分别为92.55%和92.38%;其次为日本鲭(Scomber japonicus),分别为4.99%和0.15%;在头足类中,茎柔鱼(Dosidicus gigas)数量比例最高,分别为1.17%和1.12%。从出现频次来看,智利竹鱼、日本鲭、日本乌鲂(Brama japonica)、茎柔鱼出现频次较高,其它种类出现频次很低;约88%的种类幼鱼比例低于10%。2012年白天渔获种类有13种,低于夜间的17种;智利竹鱼白天的数量比例比夜晚要高约11%,日本乌鲂、灯笼鱼科、茎柔鱼等种类则是夜间的数量比例和出现频次高于白天。2009年智利竹鱼渔场拖网渔获物的物种丰富度指数(D)为2.2~3.7,2012年为2.1~3.0;Pielous种类均匀度指数(J)在3~6月均很低,Shannon-weaver指数(H')在2009和2012年各个月份均低于0.8,反映了该渔业渔获物群落多样性较低。综合来说,东南太平洋智利竹鱼渔场渔获的种类数相对较低、群落结构较为单一,该作业对当地海域幼鱼资源的影响很低。     

基于神经网络的东南太平洋茎柔鱼渔场预报模型的建立及解释

东南太平洋秘鲁茎柔鱼(Dosidicus gigas)是我国鱿钓船的重要捕捞对象。准确预报中心渔场是提高渔业生产能力的重要内容。本文根据2006~2009年我国远洋船队东南太平洋秘鲁茎柔鱼生产统计数据(月份、经度、纬度)及遥感获得的表温、Nio 3.4区海表温度异常、海面高度资料,利用反向传播(EBP)神经网络建立秘鲁茎柔鱼中心渔场预报模型。在此基础上,尝试使用神经网络解释图(neural interpretation diagram)、自变量相关(independent variable relevance)、灵敏度分析(sensitivity analyses)三种方法解释EBP模型权重,推断东南太平洋茎柔鱼中心渔场形成的主要影响因子。结果认为,影响中心渔场的3个主要影响因子为Nio 3.4区海表温度异常、表温和纬度,其贡献率分别为28.95%、22.1%和19.68%。利用EBP神经网络建立的预报模型不仅在预报精度上达到要求,而且能够很好地解释秘鲁茎柔鱼中心渔场的形成机制。     

基于线粒体DNA分子标记的东太平洋茎柔鱼群体遗传多样性比较分析

为合理开发利用东太平洋茎柔鱼资源,需要准确掌握其种群结构。基于线粒体细胞色素b(Cytb)与细胞色素氧化酶Ⅰ(COⅠ)2个分子标记对茎柔鱼赤道海域与秘鲁外海2个地理群体的遗传多样性现状进行比较分析。分析认为,基于Cytb基因所有序列得到2个群体总的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为7、(0.397±0.079)、(0.001 09±0.000 96)和0.600,秘鲁外海群体单倍型多样性指数仅为(0.282±0.101),明显低于赤道海域群体。基于COⅠ基因所有序列得到2个群体总的单倍型数、单倍型多样性指数、核苷酸多样性指数及平均核苷酸差异数分别为17、(0.787±0.051)、(0.002 90±0.001 38)和1.802。单倍型网络关系图及两两群体间遗传分化系数F_st分析结果显示,赤道海域群体与秘鲁外海群体不存在显著的遗传差异(Cytb:F_st=0.005 91,P>0.05;COⅠ:F_st=0.055 23,P>0.05),2个地理群体可能在赤道海域海流的作用下发生基因交流。单倍型网络关系图、中性检验和核苷酸不配对分析结果均表明,茎柔鱼经历过近期群体扩张事件,发生群体扩张的时间在138 900～167 900年前。     

南海鸢乌贼的遗传差异:种群分化还是种间分化

利用线粒体ND2、COI和16SrDNA序列,对2012年9月至2015年9月采自南海的鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)样本进行了种群遗传结构的分析。系统发育关系显示鸢乌贼中型群和微型群各自形成了单系群分支,而分支内没有形成与地理群体或季节群体对应的支系。分子方差分析同样表明,地理群体或季节群体之间不存在明显的遗传分化,而中型群和微型群之间具有极显著的遗传分化(F_ST=0.94092～0.9899, P<0.0001)。遗传多样性分析显示,鸢乌贼中型群和微型群均呈现出较高的单倍型多样性(0.9465和0.8545)和较低的核苷酸多样性(0.0051和0.0021),中型群的遗传多样性指数要高于微型群。基于ND2、COI和16SrDNA序列计算的中型群和微型群之间的遗传距离分别达到了14.0%、9.6%和8.8%,远大于类群内的遗传分化(平均<1%)。研究结果表明,南海鸢乌贼存在分布高度重合且有显著遗传分化的两个种群,即中型群和微型群。中型群和微型群之间的遗传差异达到了种间分化的水平,提示体型较大、具有背部发光器的中型群鸢乌贼(典型鸢乌贼)与体型较小、背部发光器缺失的微型群鸢乌贼可能是两个相互独立的种类。     

基于灰色系统的太平洋褶柔鱼冬春生群资源丰度变化研究

太平洋褶柔鱼(Todarodes pacificus)为温带大洋性头足类,其资源量呈逐年上升趋势,已经成为潜在的重要经济种类之一。科学预测太平洋褶柔鱼资源丰度对其开发利用及保护有重要作用。利用2003-2015年太平洋褶柔鱼生产统计数据和其产卵场的环境、气候因子,包括太平洋年代际震荡指数PDO(Pacific decadal oscillatio index)、厄尔尼诺指数Nino3. 4距平、黑潮强弱指数KCA(Kuroshio current average)、平均海表面温度SST(average sea surface temperture)、平均叶绿素浓度Chl a(average Chlorophyll aconcentration),使用灰色关联分析和灰色预测建立GM(1,N)模型的方法分析产卵期内(1-3月)太平洋褶柔鱼冬春生群体资源丰度(CPUE)的产卵场环境指标和气候指标,并建立太平洋褶柔鱼冬春生群资源丰度预报模型。结果表明,包含所有因子的模型A-1拟合的资源丰度与实际资源丰度的平均相对误差为15. 61%,精度最高的模型为不含KCA和SST的模型C-8,相对误差为15. 07%,可预测太平洋褶柔鱼冬春生群资源丰度变化趋势。     

利用耳石微结构研究西南大西洋阿根廷滑柔鱼的日龄、生长与种群结构

根据我国鱿钓船2007、2008和2010年在西南大西洋作业期间采集的3 462尾阿根廷滑柔鱼样本(其中2007年308尾、2008年262尾、2010年2 892尾),利用耳石微结构研究了西南大西洋阿根廷滑柔鱼的日龄、生长和种群结构。结果表明,阿根廷滑柔鱼生命周期大约为1年,渔获物主要由冬生群(6—7月)和秋生群(3—5月)组成,不同年份捕捞群体有差异。不同产卵群体、不同性别的阿根廷滑柔鱼胴长和体质量生长均存在显著性差异。冬生群,雌、雄个体胴长的生长方程分别用指数和线性函数来拟合为最适,体质量生长方程则分别用幂函数和指数函数来拟合最适;秋生群,雌、雄个体的胴长生长方程分别用指数和对数函数拟合为最适,体质量生长方程分别用指数和对数函数拟合为最适。随着日龄增加,阿根廷滑柔鱼胴长和体质量相对生长呈现下降趋势,绝对生长率则呈增加趋势,同一日龄段内,雌性个体的胴长与体质量生长率都稍大于雄性个体生长率。     

基于线粒体COⅠ基因序列的中国沿海缘边银鲈遗传多样性分析#br#

为了解中国沿海缘边银鲈(Gerres limbatus)的遗传背景,分析了9个地理群体140条样本线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ(cytochrome oxidase subunitⅠ,COⅠ)基因5′端652 bp序列。结果发现14个变异位点,13个单倍型,其中有9个独有单倍型和4个共享单倍型,整体单倍型和核苷酸多样性都较低(H_d=0.276±0.050,π=0.0005±0.0001)。琼州海峡以东海域的遗传多样性(H_d=0.338~0.456,π=0.0006~0.0011)高于琼州海峡以西北部湾海区(H_d=0~0.295,π=0~0.0005)。单倍型网络图未出现明显谱系结构和地理结构。群体遗传分化系数F_st显示,硇洲群体与其他群体间出现不显著的中低度遗传分化(F_st=0.0773~0.1696,P>0.05),其他群体间分化不明显(F_st=-0.0415~0.0612,P>0.05),总体上群体间分化程度都不高。AMOVA分析显示,遗传变异绝大部分(95%以上)来源于群体内。中性检验结果显示,群体总体的Tajima’s D(-2.2549)和Fu’s F_s(-16.4725)结果均为显著性负值(P<0.01),核苷酸错配图呈现较为明显单峰,单倍型网络图呈典型星状结构,表明缘边银鲈历史上存在过种群扩张,扩张时期约为距今0.1304~0.0435百万年。由于总体单倍型多样性小于0.5,核苷酸多样性小于0.005,推测中国缘边银鲈种群曾经历过较为严重的瓶颈效应。宁德、硇洲群体的核苷酸多样性相对较高,应优先保护。北部湾各群体遗传多样性极低,需要采取措施避免遗传多样性下降。     

基于线粒体控制区的江苏湖鲚群体遗传多样性和遗传结构分析#br#

为掌握江苏省重要湖泊湖鲚(Coilia nasus taihuensis)群体的遗传多样性和遗传结构,利用线粒体控制区(D-loop)全序列分析了6个湖泊(太湖、滆湖、高邮湖、白马湖、洪泽湖和骆马湖)湖鲚野生群体的遗传多样性水平和群体分化情况。结果表明,6个群体共214尾样本的D-loop序列中,共发现103个变异位点,92种单倍型。6个群体的单倍型多样性为0.726~0.951,核苷酸多样性为0.00552~0.01036,6个群体整体的单倍型和核苷酸多样性分别为0.857和0.00729,表明湖鲚群体的遗传多样性较高,且符合高单倍型多样性和低核苷酸多样性特点。分子方差分析(AMOVA)结果表明,群体间变异百分比为6.20%,群体内变异百分比为93.80%,说明遗传变异主要来自群体内部。群体总的遗传分化系数(F_st)为0.06199(P<0.01),两两群体间的F_st显示,滆湖群体与其他群体间存在极显著的遗传分化(P<0.001),而其他群体间无显著分化(P>0.05)。单倍型分子系统进化树和网络进化图显示,6个群体的单倍型形成了2个谱系,但谱系组成与群体地理分布无相关性。中性检验分析结果显示,湖鲚群体进化过程中经历过种群扩张,扩张时间大约发生在0.089~0.160百万年前。研究结果表明,湖鲚群体具有较高的遗传多样性,滆湖群体与其他群体具有极显著的遗传分化,且拥有多个独享单倍型,应将滆湖群体单独作为一个管理单位,其他5个群体作为一个整体进行管理和利用。     

西北太平洋鸢乌贼种群遗传结构

为检测西北太平洋鸢乌贼种群遗传结构,采用线粒体DNA细胞色素b基因(Cytb)序列分析方法对鸢乌贼东海群体、南海群体与菲律宾海群体进行遗传变异分析。结果显示,(1)所有群体总的单倍型多样度与核苷酸多样度分别为0.982±0.006、0.012±0.006;菲律宾海群体对应的遗传多样度均最高,分别为0.973±0.014、0.015±0.008;南海群体与东海群体的单倍型多样度分别为0.959±0.026、0.943±0.031,核苷酸多样度均为0.006±0.003。3个地理群体均具有较高的遗传多样性水平。(2)分子方差分析结果显示,34.6%的遗传变异来自于群体间,群体间遗传分化极显著。两两群体间Fst分析表明,西北太平洋鸢乌贼群体间均具有极显著的遗传分化。构建的单倍型邻接系统树和最小跨度树显示,西北太平洋鸢乌贼群体存在明显的系统发育谱系结构(谱系A、B、C),3个谱系单倍型类群间也存在极显著的遗传分化(Fst=0.735~0.805)。(3)中性检验和核苷酸不配对分析结果均表明,谱系B可能经历过近期群体扩张事件,发生群体扩张的时间在10.3~12.5万年前。综合分析认为,西北太平洋鸢乌贼的种群遗传结构模式及系统发育地理格局模式是由其栖息地海洋环境与更新世气候变化共同塑造的。建议在渔业管理上将3个地理群体划分为3个独立的管理单元。     

Genetic population evaluation of two closely related flatfish species, the rare barfin flounder and spotted halibut, along the Japanese coast

ABSTRACT:   Barfin flounder and spotted halibut have been selected as target species for stock enhancement in Japan. Understanding the genetic condition of the wild stock is a principal requirement in any stock enhancement program. The genetic variability of barfin flounder and spotted halibut, and the population structure of spotted halibut were evaluated using microsatellite DNA markers (msDNA) and the control region of the mitocondrial DNA (mtDNA). Barfin flounder and spotted halibut showed high genetic variability at the msDNA level. Barfin flounder A was 16.7 and H _e was 0.860; spotted halibut A _n ranged from 7.7 to 10.2 and H _e ranged from 0.710 to 0.774. At the mtDNA level, high haplotype ( h  = 0.922) and low nucleotide (π = 0.002) diversities were observed for barfin flounder; however, low haplotype and nucleotide diversities ( h  = 0.603–0.620 and π = 0.001–0.002), and very low haplotype and nucleotide diversities ( h  = 0.193 and π = 0.0003) were observed for spotted halibut in the north and south locations, respectively. Slight genetic differentiation among spotted halibut sampling locations was observed from the msDNA. MtDNA analyses showed genetic differentiation between north and south locations, but not within them. The designation of north-specific and south-specific management units in the future stock enhancement activities of spotted halibut is recommended.     

Genetic population structure in the Chilean jack mackerel, Trachurus murphyi (Nichols) across the South-eastern Pacific Ocean

The Chilean jack mackerel Trachurus murphyi, is a pelagic fish from the Carangidae family that is distributed in the South Pacific Ocean. Because this species constitutes an important economic resource across the South Pacific and plays an important ecological role in this ecosystem there is a growing interest in determining its population structure. In this study, we used molecular markers (mitochondrial DNA sequences and microsatellites) from Chilean jack mackerel samples to investigate its genetic population structure across the South Pacific Ocean. The mitochondrial DNA did not detect a genetic structure in T. murphyi populations in the Pacific Ocean, but revealed very low haplotype diversity and a short genealogy history compared to other small-pelagic species. The same general pattern of a lack of genetic structure was found with microsatellite loci; however, a large genetic diversity was revealed with microsatellite markers. The present results did not support the existence of different stock units for T. murphyi across the South Pacific Ocean but a more holistic approach will be necessary to determine an adequate management strategy for this fishery.     

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。     

南海大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼的群体遗传结构

测定了南海西沙和南沙群岛附近海区(11～12°N,15°N;110～112°E)黄鳍金枪鱼61尾(17尾成鱼、44尾幼鱼)和大眼金枪鱼26尾(22尾成鱼、4尾幼鱼)的线粒体基因组控制区部分序列(D-loop),结合GenBank数据库中印度洋、太平洋和大西洋群体的同源数据,分析结果:(1)黄鳍金枪鱼与大眼金枪鱼均具极高的单倍型多样性(Hd>99%),聚类树及群体间分化指数(FST和Snn)表明大眼金枪鱼群体分化程度明显高于黄鳍金枪鱼群体;(2)大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼的南海群体与印度洋群体之间基因流最强(Nm=51.638和261.280 10),其次为太平洋群体(Nm=10.868 8和-50.801 81);(3)黄鳍金枪鱼和大眼金枪鱼都基本服从群口扩张模型,而mismatch分布分别呈单、双峰,其中大眼金枪鱼的南海群体扩张较晚(Tau=7.902)且最为明显(θ1/θ0=99 999/14.752)。     

增殖放流对日本囊对虾群体遗传多样性的影响评估

为评估增殖放流对日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)群体遗传多样性的影响,本研究分析了放流前捕捞渔获群体(FLQ)、放流后捕捞渔获群体(FLH)以及放流虾苗群体(FLXX)的遗传多样性水平。3个群体共测定了135尾日本囊对虾的线粒体D-loop序列,经比对分析确定测得的序列长度为938 bp,检测到237个变异位点,177个简约信息位点,定义了100种单倍型。经分析,核苷酸多样性指数由大到小依次为FLQ、FLH、FLXX,单倍型多样性指数大小为FLQ=FLHFLXX。AMOVA分析表明FLQ和FLH群体的遗传分化系数(F_(st))值为0.00629,其小于0.05,表明变异主要来自于群体内,且群体间无分化。FLH与FLXX的F_(st)值为0.08151(P0.01),其大于0.05,表明遗传变异大多发生在群体内,但群体间呈低度分化。Tajima’s D和Fu’s Fs中性检验结果均为负值,表明这3个群体偏离了中性模式,可能受到群体扩张和自然选择的作用。综上所述,增殖放流前后日本囊对虾群体均保持较高的遗传多样性水平,变异不存在显著性差异,且群体间无分化,说明增殖放流是目前维持日本囊对虾种质资源量较为有效的措施之一。