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鲑科鱼类隶属于总鳍亚纲原棘鳍总目鲑形目鲑总科,分布于北半球中高纬度地区。很多鲑科鱼类具有相当的经济价值,同时鲑科鱼类中的许多种类已经处于濒危和易濒的境况,所以有众多的科学家利用不同的手段对鲑科鱼类的系统发育关系方面做了大量的工作,但是在鲑科鱼类的属间、种间以及种内的系统发育关系上仍然存在大量待解决的问题。
在前人工作的基础上,我们在本论文中利用分子生物学技术对从福尔马林液保存的馆藏标本提取大片断DNA分子的可行性以及结果的可信性进行了初步的研究;同时探讨了中国及其邻近地区的鲑科鱼类的系统发育关系及细鳞鲑在中国东部水系的地理分布的成因。
本论文主要包括三个方面:
1、从福尔马林保存的鱼类标本中提取大片段DNA的可行性探讨。从福尔马林保存的鱼类标本中获得高质量DNA是比较困难的。我们对前人的方法进行了改进:1)在标本的前处理过程中,用长时间的缓冲液浸泡,短暂的加温,真空干燥来消除福尔马林对样品的影响;2)在样品消化过程中,加入相对过量的蛋白酶K和还原剂;3)DNA提取后立即进行PCR反应,并增加反应的循环次数和提高退火的温度等。通过这些方法的改进,我们成功地从福尔马林保存的鱼类标本中提取和扩增出了高质量DNA;通过对福尔马林、酒精及冰冻处理的标本DNA序列测序结果的对比,表明该方法是值得信赖的;标本从死亡到福尔马林液处理的时间延搁可能是影响提取DNA质量的重要因素。
2、中国及其邻近地区鲑科鱼类的分子系统学研究。我们基于线粒体DNA的细胞色素b和控制区的基因序列,构建了分子系统树,同时佐以化石等证据,得出如下的结论。
1)在鲑科的种系发生中,茴鱼亚科处于最原始的位置,而鲑亚科是最进化的亚科。
2)在鲑亚科的属间关系中,细鳞鲑属是最原始的属;副哲罗鲑属应该归入哲罗鲑属;刺舌鲑属和茴鲑属归入鲑属;副鲑属应该归入麻哈鱼属。
3)序列数据为某些物种的分类地位的订正提出了分子生物学证据:我们将黑龙江茴鱼从作为北极茴鱼的一个亚种的地位提升为独立的一个种;同时我们的分子证据支持细鳞鲑的秦岭细鳞鲑亚种的分化。
3、中国东部水系的细鳞鲑的动物地理学研究。细鳞鲑在我国的东部水系基本上呈连续分布。根据ISSR分子标记技术及线粒体DNA的细胞色素b和控制区的序列分析结果,我们认为细鳞鲑在我国东部水系的分布是遵循着这样的一种路线:在更新世时期,嫩江水系通过结雅河盆地和黑龙江水系及西伯利亚地区的水系存在着水系交流,而伴随着更新世冰川期的到来,细鳞鲑可能进入嫩江水系和黑龙江水系。同时在嫩江水系分布的细鳞鲑借辽河扩散到滦河、渭河、鸭绿江、韩国汉江等古黄河支流水系。而由于更新世海侵的到来,古黄河水系的各个支流被隔离开来,首先是鸭绿江从古黄河水系中分离出来,然后汉江水系、滦河水系和渭河水系相继分离,细鳞鲑种群在不同的生境下各自进化。