滇池金线鲃微卫星引物开发与种群遗传多样性研究

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滇池金线鲃(Sinocyclocheilus grahami)在分类上,隶属于鲤形目(Cypriniformes)鲤科(Cyprinidae)金线鲃属(Sinocyclocheilus),为滇池流域特有鱼类。近年来由于过度捕捞、外来种入侵等原因,种群数量急剧下降。滇池金线鲃人工繁育和增殖放流的成功,使该种得到了很大程度的保护。为了更有效地保护该物种的遗传多样性,本研究开发了该物种的微卫星引物,使用微卫星标记技术,首次对滇池金线鲃各种群的遗传多样性进行了有效评估,并提出了遗传多样性的保护策略。  目前滇池金线鲃及其近缘种的微卫星引物尚未开发,本研究基于滇池金线鲃的全基因组数据,通过搜索微卫星序列、设计引物、PCR扩增、基因分型等流程和方法,获得了29对微卫星多态性引物,并在对其特点描述的基础上,选择其中的7个微卫星位点进行后续遗传学分析。  在种群遗传多样性分析方面,收集了滇池金线鲃15个种群共计435尾个体的样品,通过PCR扩增、微卫星基因分型和群体遗传学分析软件进行数据处理等方法,得到了以下结果:  人工繁育牧羊河各群体的遗传多样性参数为:平均实际杂合度(ObservedHeterozygosity,Ho)0.615-0.893;平均期望杂合度(Expected Heterozygosity,He)0.707-0.917;平均多态信息含量(Polymorphism Information Content,PIC)0.654-0.872;说明各群体的遗传多样性比较丰富。其中,F2代2013年繁育的群体保持了最大的遗传多样性,平均期望杂合度0.917,平均多态信息含量0.872。  在滇池金线鲃所有种群中,总体的遗传多样性参数分别为:等位基因丰富度(Allelic richness,An)3.968-4.863,平均实际杂合度0.671-0.832,平均期望杂合度0.792-0.901,平均多态信息含量0.730-0.872,表现出了较高的遗传多样性。其中野外晋宁旧寨龙潭种群的平均基因丰富度、平均实际杂合度、平均期望杂合度、平均多态信息含量四个遗传多样性参数值分别为4.863、0.832、0.901、0.872,均高于其他种群,说明晋宁旧寨龙潭种群的遗传多样性最高。  滇池金线鲃人工繁育各群体基本保持了野外相应种群的遗传多样性。大板桥承龙水苑人工繁育群体的等位基因丰富度、平均实际杂合度、平均期望杂合度、平均多态信息含量均略低于大板桥承龙水苑野外种群(3.968<4.244,0.792<0.848,0.730<0.766),而平均实际杂合度则略高于后者(0.765>0.709);牧羊河人工繁育群体的等位基因丰富度则略低于野外牧羊河种群(4.228<4.369),平均实际杂合度、平均期望杂合度、平均多态信息含量三个值均略高于野外牧羊河种群(0.729>0.687,0.837>0.829,0.821>0.804)。  各种群中偏离Hardy-Weinberg平衡的点部分原因是杂合体缺失或过剩。牧羊河野外种群、晋宁旧寨龙潭野外种群间不存在遗传分化,提示可以看做一个种群。各种群间的Fis值都为正,但都在0.2以下,说明各种群内存在轻微的近交现象。分子方差分析(AMOVA)显示人工繁殖种群与野外所有种群间的差异只能解释2.37%的总变异,各种群间的变异解释了8.84%的总变异,种群内个体间的变异解释了10.7%的总变异,个体间的变异解释了78.09%的总变异。  各种群间遗传多样性参数的分析显示,在对滇池金线鲃的遗传管理过程中,野外各种群看做一个进化显著单元(Evolutionarily Significant Units,ESU)进行保护,同时不同种群间可以实施不同的保护策略,如适当扩大种群大小、定期监测种群遗传多样性的变化等。
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