不同地理群体的鲇线粒体dnA12SrRnA基因序列与遗传结构分析

摘要：对长江中上游主要支流5个野生群体的鲇（Silurus asotus）——乌江群体（WJ）、雅砻江群体（YLJ）、岷江群体（MJ）、金沙江群体（CS）、舞阳河群体（WYH）线粒体DNA 12S rRNA基因序列与遗传结构进行分析，27个样品的线粒体DNA 12S rRNA基因进行PCR扩增及测序，并进行序列比对。结果表明，共检测出36个变异位点，8种单倍型。乌江、雅砻江、岷江、金沙江、舞阳河5个野生群体的单倍型多样性（H）分别为0.857、0.600、0.600、0.667、0.400；5个野生群体的核苷酸多样性（π）分别为0.014 20、0.000 63、0.000 63、0.014 02、0.000 42。舞阳河群体存在负向选择或种群扩张，其余群体符合中性进化模型，只有金沙江群体的遗传差异显著。对5个群体进行分子变异等级分析，群体间分子变异不显著。乌江、雅砻江、岷江、金沙江群体之间的亲缘关系较近，舞阳河群体与其他群体间的亲缘关系较远。

关键词：鲇（Silurus asotus）；线粒体DNA；12S rRNA；遗传多样性

中图分类号：S917.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）11-2603-04

线粒体DNA（mtDNA）具有严格的母性遗传、高度的碱基替换率等特点，被广泛运用于探讨种群遗传结构或有机体变异[1-3]，能够全面地反映种群内和种群间的遗传变异[4]。天然的地理隔离或人为的定向选择极大地降低了种群间的扩散和基因流。此外，种内mtDNA的遗传结构可能也产生于持续存在的历史因素的影响，通过种群片段化瓶颈效应，灭绝和再定居形成种群遗传结构[5-7]。12S rRNA基因是线粒体的两个rRNA基因之一，在进化上较为保守，通常被用于分子进化和系统发生的研究[8]。李春枝等[9]对尖塘鳢属鱼类线粒体DNA 12S rRNA基因序列进行了分析，认为线粒体DNA 12S rRNA基因可作为塘鳢科鱼类种类鉴定的良好分子标记。

鲇（Silurus asotus）属于鲇形目（Silurisfomes）鲇科（Siluridea）鲇属（Silurus），欧洲、亚洲皆有分布，在中国主要分布于长江水系及长江以南较大的江河中[10]。国内外学者对鲇的研究主要集中在形态学、比较解剖学、细胞生物学、生理生化、生殖与发育、基因克隆表达等方面[11-15]。DNA水平上的研究，只有RAPD、16S rRNA基因的RFLP等相关报道[16-18]，而对鲇线粒体DNA 12S rRNA基因全序列和群体遗传结构分析则未见报道。

本研究以线粒体DNA 12S rRNA基因来研究长江中上游主要支流5个野生群体的鲇序列差异和群体遗传结构，分析了各个群体内的单倍型多样性和核苷酸多样性，比较了各个群体间的分化水平，对鲇野生种质资源保护策略的制定具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料

鲇于2000年6～9月分别采自贵州省境内乌江，沅江上游的舞阳河，四川省境内的金沙江、雅砻江和岷江等地（表1），2008年又补充部分样品。所有样品取肌肉组织置于液氮中保存，运回实验室后置于-80 ℃低温冰箱保存备用。

2.2 群体内的遗传差异分析

5个地理群体的单倍型多样性（H）和核苷酸多样性（π）见表3。从表3可见，乌江群体的单倍型多样性和核苷酸多样性最高，分别为0.857、0.014 20。通过Tajima’s D和Fst检验，舞阳河群体的Tajima’s D值为负，显著性统计遗传差异不显著，表明该群体存在负向选择或种群扩张。其余群体符合中性进化模型，只有金沙江群体的遗传差异显著（表4）。

2.3 群体间的遗传差异分析

群体间的遗传差异分析见表5。经过Fst检验分析，各群体间无显著性差异。把5个群体作为一个组进行分子变异等级分析，Tajima’s D=0.236 29，表明把5个群体作为一个大群体，符合中性进化模型，且有一些单倍型的分化；Fst=-0.243 07，结果表明群体间分子变异不显著。

2.4 5个地理群体线粒体DNA 12S rRNA基因的分子系统树

以同一科的欧洲鲇（S. glanis）和同一目的斑点叉尾鮰（I. punctatus）的线粒体DNA 12S rRNA基因序列（序列号分别为：AM398435、AF482987）为外群，结合5个群体的线粒体DNA 12S rRNA基因序列，构建分子系统树（图1）。只有舞阳河群体能单独聚群，其余群体间有个体交叉。

3 小结与讨论

单倍型2是YLJ、MJ、CS、WJ 4个地理群体的共享单倍型，也是一种较为稳定的、能够适应环境选择的单倍型，说明这4个群体起源于共同的祖先，后来发生了不同的演化。单倍型1是YLJ、WJ 2个地理种群的一种共享单倍型，单倍型6为CS、WJ 2个群体的共享单倍型，其余单倍型则只在1个群体中出现，说明各地理种群之间存在一定的基因流动。

通过Tajima’s D和Fst检验分析群体内的遗传差异，舞阳河群体存在负向选择或种群扩张，其余群体符合中性进化模型，且有一些单倍型的分化。单倍型多样性高的群体说明其遗传多样性高，遗传资源丰富。乌江群体的遗传资源较丰富，这可能与群体的样本数最多有关，有待于增加样本数量进一步证实。

本研究中只有舞阳河群体的个体能单独聚群，其余群体间有个体交叉，说明长江上游的各个支流群体间存在基因交流，而中游支流的舞阳河群体与其余群体间地理隔离比较明显。结果表明，同为上游支流的雅砻江、岷江、金沙江、乌江群体之间的亲缘关系较近，而中游支流舞阳河群体与其他群体间的亲缘关系较远。笔者对相同的5个群体的鲇ND1基因序列（试验结果另文报道）进行比较分析，发现ND1基因进化速率高于12S rRNA基因，各不同群体的单倍型在系统树上有部分交叉。虽然不同群体在各单倍型中出现的频率有所不同，但每个群体都和其他群体存在共享的单倍型，与本研究分析结果一致。

从群体内和群体间的遗传差异分析以及分析系统树表明长江上游各支流的各个群体可能起源于同一母系，各个群体间存在一定基因交流。而舞阳河位于沅江上游，与长江干流中间相隔一个洞庭湖，与长江上游支流的各个群体间在地理位置上相隔较远。因此，长江中游支流沅江上游的舞阳河群体与长江上游支流的各群体间基因交流少，已经出现了分化。鲇通常土著性地生活在各支流的某些江段中，个体较小，迁移趋向弱，地理隔离较明显，遗传变异较高。一个物种的进化潜力和抵御不良环境的能力有赖于遗传变异的种群结构，也取决于种群内遗传变异的大小[21]。鲇是一个广泛分布的物种，是重要的捕捞对象和养殖对象，各种原因造成其遗传分化较为明显，应对这一宝贵资源采取一定的保护措施。

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