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《复旦大学》 2010年
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西北太平洋边缘海大弹涂鱼的亲缘地理研究

陈卉  
【摘要】:西北太平洋边缘海是研究第四纪周期性海平面涨落影响生物空间遗传结构与种群历史的天然实验场所。淤泥质潮滩是边缘海大陆侧潮间带的优势生境,但是该生境的动物亲缘地理学知识十分有限。大弹涂鱼Boleophthalm us pectinirostris是淤泥质潮滩常见鱼类,前人己开展大弹涂鱼东中国海种群空间遗传结构与种群历史动物亲缘地理研究,但未涉及南中国海种群。因此,在整个物种范围分布内进行取样,全面地解析大弹涂鱼亲缘地理格局及其成因值得进一步研究。另外,马来西亚种群是否为大弹涂鱼需要验证。 本论文采取整个分布范围取样策略,以线粒体基因细胞色素b (Cytochrome b, Cyt b)与氧化还原酶亚基5(NADH dehydrogenase subunit5,ND5)作为分子标记,比较马来西亚与东亚大弹涂鱼种群间的遗传分化,揭示东亚大弹涂鱼的亲缘地理格局,探讨形成空间遗传结构与种群历史的可能进化机制,为西北太平洋边缘海遗传多样性保护提供科学知识。 本论文对东亚与马来西亚的25个种群、510尾大弹涂鱼进行了系统地理学分析,得到以下结果: 1.东亚大弹涂鱼的亲缘地理 1)单倍型亲缘关系 东亚23个种群498尾鱼1511bp长的线粒体基因片段数据共揭示255个单倍型。其中,215个属于私有单倍型。单倍型最小跨度网络图显示东亚大弹涂鱼可分为三个基因谱系,北部湾和南中国海北部的部分单倍型构成谱系I;谱系II广乏分布于北部湾、南中国海北部、台湾海峡、东中国海南部、黄海南部;日本有明海、北黄海的全部单倍型和南黄海的部分单倍型构成谱系III。 2)遗传多样性 整体单倍型多样性较高,为0.97。胶州、日本六角川种群的单倍型多样性较低,分别为0.54、0.40。其它地理种群单倍型多样性较高,为0.89至1.00。整体核苷酸多样性较低,为0.0048。日本六角川种群的核苷酸多样性最低,仅为0.0003;党江、钦州种群的核苷酸多样性最高,分别为0.0057、0.0051。 3)空间遗传结构 成对φST分析揭示地区内种群间的遗传分化不显著或者有很小的分化,地区间种群有一定程度的遗传分化。分布区边缘的胶州、六角川与其它地点种群间有显著遗传差异。空间分子变异分析揭示大弹涂鱼23个种群可划分为三组:a)中国海岸带;b)韩国顺天;c)日本有明湾。排除取样数量较小的韩国顺天种群时,主坐标分析揭示东亚种群能分为四组:A)日本有明湾;B)胶州;C)北部湾;D)其它所有种群。基因流分析显示党江和湛江种群问基因流较小,暗示北部湾和南中国海北部之问的隔离;胶州和盐城种群间基因流较小,暗示边缘效应的存在。日本、黄海、东中国海种群之间的基因流也非常小,暗示岛屿和大陆之间的隔离。 4)种群历史 中性测试揭示大部分种群Tajima's D口Fu's Fs指数为显著的负值,暗示大弹涂鱼种群历史中存在扩张的过程。南中国海种群扩张时间较早,大约在6万到20万年之间;台湾海峡、东中国海南部以及黄海的盐城种群扩张时间要迟于南中国海种群,大约在1万6千年到5万1前年之间;而日本六角川种群的扩张时间只有7千年;胶州种群的扩张事件则可能是最近的事件。Bayesian Skyline分析揭示谱系I、II的快速扩张从3万至5万年间开始,而谱系III的快速扩张从1万3千年左右开始。 2.马来西亚与东亚种群的遗传分化 1)系统发育关系 马来西亚种群的12尾鱼共有8个单倍型。贝叶斯系统发育关系推测揭示大弹涂鱼东亚和马来西亚种群互为单系群具有100%的后验概率值支持。单倍型网络图揭示东亚和马来西亚种群间有156个碱基突变的差异。 2)遗传距离和分化时间 东亚种群内部的ND5基因p距离为0.13-1.58%、马来西亚种群内部的p距离为0.13—0.79%、东亚和马来西亚种群间的p距离为8.96-10.28%;东亚种群内部的Cyt b基因p距离为0.13—2.13%、马来西亚种群内部的p距离为0.13-1.06%、东亚和马来西亚种群间的p距离为11.17~12.90%。东亚和马来西亚种群间K2P遗传距离为9.86士1.20%。利用每百万年3.89士0.33%的分化率,推测东亚和马来西亚种群的分化时间约为2.53士0.38百万年。 综上所述,西北太平洋边缘海大弹涂鱼的亲缘地理格局研究揭示:I)大弹涂鱼仅限于东亚分布,马来西亚种群是隐存种,应做进一步的形态描述;II)东亚种群亲缘地理格局主要包括:a)具有高的单倍型多样性,低的核苷酸多样性;b)具有强的系统地理结构,主要表现为日本有明湾种群作为单系群;c)谱系I和II中国大陆沿岸发生二次联系;d)最后一次冰期末期种群经历了快速扩张;e)胶州种群经历了奠基者效应。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S917.4

【参考文献】
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