（动物学专业论文）翘嘴鲌（culter+alburnus）群体遗传多样性及鲌亚科鱼类系统发生的研究.pdf

中文摘要 翘嘴鲐( c u l t e ra l b u r n u s ) 群体遗传多样性 及鲔亚科鱼类系统发生的研究 摘要 本研究以我国不同群体翘嘴鲔( c u l t e ra l b u r n u s0 3 a s i l e w s k y ) ) 为研究对象， 应用形态学方法、分子遗传标记技术逐层深入地对其群体遗传结构、地理群体划 分、特异性分子标记的筛选和群体遗传多样性进行了较为全面的研究。同时，通 过对线粒体控制区( d l 0 0 p ) 序列的分析，初步探讨了我国鲐亚科鱼类的系统 发生关系，分析了鲐属、原鲐属的有效性，及其近缘种间的分类地位等问题。研 究主要包括如下四个部分： 1 不同群体翘嘴鲔形态差异分析 应用聚类分析、主成分分析和判别分析三种多元分析方法，比较研究了翘嘴 鲐七个不同群体间的形态差异。试验鱼分别采自河南南湾水库( 南湾，n w ) 、 江苏太湖( 太湖，t h ) 、黑龙江兴凯湖( 兴凯湖，m ) 、湖北梁子湖( 梁子湖， l z h ) 、湖北浮桥河水库( 浮桥河，f q h ) 、四川三溪口水库( 三溪口，s x k ) 和 浙江湖州的一个养殖群体( c p ) 。聚类分析结果表明，七个群体可分为三支，南 湾、兴凯湖、太湖和养殖群体之间的形态最为接近，首先聚为一支，梁子湖和三 溪口群体聚为另一支，而浮桥河群体则相对独立为一支。主成分分析显示，可量 数据和框架数据等3 1 项形态特征中头部和尾部的长度对各群体间的差异贡献率 最大，其中，太湖、梁子湖和三溪口群体间的差异最为显著。以判别分析建立的 判别函数，对七个不同群体的判别准确率为：7 3 3 3 3 1 0 0 ( p 1 ) ，8 1 4 8 1 1 0 0 ( p 2 ) ，综合判别率为9 0 。分析结果显示翘嘴鲴七个不同群体在形态上 已产生一定程度的差异，应用三种多元分析方法可以将各群体有效地区分开来。 2 不同群体翘嘴童f i 肌肉营养成分的差异 对六群体翘嘴啬自( 四川三溪口水库群体因采样时间较晚，故未加以分析) 肌肉生化组成的分析结果表明，各群体之间翘嘴鲴肌肉的水分、灰分和粗蛋白含 量差异不显著( p 0 0 5 ) 。而养殖群体的粗脂肪含量显著高于其它五个野生群体 ( p 浮桥河水库群体 兴凯湖群体 梁子湖 群体 养殖群体 太湖群体。氨基酸总含量由高到低依次为：太湖群体 兴凯湖群 中文摘要 体 南湾水库群体 梁子湖群体 浮桥河水库群体 养殖群体，而必需氨基酸含量 的高低顺序为；太湖群体 兴凯湖群体 梁子湖群体 南湾水库群体 浮桥河水库 群体 养殖群体。相比之下，太湖群体的必需氨基酸指数( e a a i ) 最高，其次依 次为：南湾水库群体 梁子湖群体 兴凯湖群体 浮桥河水库群体 养殖群体。各 群体大多数必需氨基酸的氨基酸分( a a s ) 和化学分( c s ) 均大于1 ，仅兴凯湖 群体的赖氨酸、苯丙氨酸+ 酪氨酸的a a s 低于1 ，养殖群体的赖氨酸和缬氨酸 的a a s 和赖氨酸、蛋氨酸+ 半胱氨酸、苯丙氨酸+ 酪氨酸和缬氨酸的c s 小于l ， 而成为各自的限制性氨基酸。综合所得的结果，野生群体的肌肉营养品质明显优 于养殖群体，而野生群体中太湖、兴凯湖和南湾水库群体的肌肉品质相对较优。 3 不同群体翘嘴刍自遗传多样性的研究 应用a f l p 、i s s r 标记技术和d n a 序列( 线粒体c o i i 、d l o o p ) 分析技 术，对我国不同地理群体翘嘴鲐的遗传结构和多样性进行了分析，并对各种标记 的结果进行了横向的比较。研究发现，我国野生翘嘴鲴遗传多样性丰富，遗传结 构合理，其中兴凯湖群体、南湾群体和太湖群体的遗传多样性要高于其他群体。 各群体遗传特征呈现明显的南北差异，大致可分为两大区系，即南区和北区。南 区包括三溪口群体和梁子湖群体，北区包括兴凯湖群体、南湾群体和太湖群体。 同时发现，在翘嘴鲴的群体遗传学分析中，a f l p 标记要略优于i s s r 标记技术， 而两种d n a 序列均能提供一定的遗传信息，但相比之下线粒体d l o o p 序列由 于其进化速率较快，变异位点多等特点，更适合用于翘嘴鲴群体间遗传结构的分 析。因此，本研究进而应用a f l p 和线粒体d l o o p 序列分析方法，比较了翘 嘴鲐养殖群体和野生群体的遗传差异。a f l p 七对引物在两个群体的5 0 个样本 中共扩增得到3 7 3 个位点，平均多态位点比率4 4 1 2 。养殖群体的多态位点 ( 3 7 ) 明显低于野生群体( 5 1 2 1 ) 。表明养殖群体遗传多样性呈现出了下降 的趋势。d l o o p 序列分析结果显示两个群体遗传分化程度较小( f s r o 0 8 ) ，显 示两个群体有较近的亲缘关系。综上所述，遗传漂变、基因流和人工引种等随机 事件可能对我国翘嘴鲐的遗传结构和遗传多样性有着一定的影响。 4 壹自亚科鱼类系统发生研究 应用线粒体控制区序列对鲐亚科的系统发生关系进行了研究。以鲤亚科的鲤 鱼和雅罗鱼亚科的草鱼的线粒体控制区的序列作为外群，构建了n j 、m p 和b i 树。分析结果支持鲐亚科为单系群，不支持鲐属为单系群。m p 树结果显示鲐属 和原鲐属混在一起聚为一支，其中翘嘴鲐、海南舶和达氏鲐首先聚在一起，而蒙 古鲐、拟尖头舶与红鳍原鲴聚在一起。鲂属的团头鲂、三角鲂与鳊属的长春鳊聚 中文摘要 为一支，再与鲐属和原鲐属聚合。而后华鳊属的大眼华鳊和蛩属的瞀依次并入。 n j 树显示了与m p 树相似的结果。b i 树的结果显示啬自亚科鱼类主要分为三个分 支。夤自属和原铂属首先聚在一起成为第一分支；鲂属、鳊属和华鳊属组成第二分 支，鳊属和华鳊属在这里显示了较近的亲缘关系。而餮属则独立成为一支，系统 树显示其与其他鲴亚科鱼类的亲缘关系相对较远。应用c y tb 基因序列对鲴亚科 的单系性进行了验证，结果仍支持鲴亚科为单系群。另外，探讨了翘嘴舶种名的 有效性，支持将翘嘴红鲐改为翘嘴鲴。另外，应用i s s r 技术和c o i i 基因序列， 对四种形态相近的翘嘴鲴，海南鲐、达氏鲐和红鳍原鲐进行了种间的鉴定，结果 i s s r 图谱以及c o i i 序列差异均能将其很好的加以区分。 通过以上研究结果，本研究可以为我国翘嘴鲐种质资源的可持续发展利用及 相关的管理政策的制定提供基础数据和理论依据，同时还可促进我国淡水鱼类遗 传多样性的研究，提高种质鉴定水平。另外，进一步揭示了舶亚科的几个广布属 的系统发生，阐述了各属之间的进化关系，明确了一些有争议种名的有效性等问 题。以期为鲐类系统发生、起源进化等问题提供更加可信、更加全面地参考资料。 关键词：翘嘴鲐；舶亚科；形态；营养；a f l p ；i s s r ：c o i i ：d l o o p ；分子 遗传标记；遗传多样性；遗传结构；基因流；遗传分化；种质资源；分 子系统发生 s t u d yo np o p u l a t i o ng e n e t i cd i v e r s i t yo fc u r e ra l b u r n u sa n d p h y l o g e n y o fc u l t r i n a e a b s t r a c t m 唧h o l o 西c a lv a r i a t i o n s ，m u s c l en u t r i t i o n a lq u a l i t ya n dg e n e t i cd i v e r 誉m c eo f d i f f e r e mp o p u l a t i o n so ft h et o p m o u t hc u l t e r ( c u l t e r 翻6 “m 嬲( b a s i l e w s k y ) ) a n d m o l e c u l a rp h y l o g e n yo fc u l t r n a ew e r ea n a l y z e di nt h ed i s s e r t a t i o n t h e r ew e r ef o u r m a j o rp a r t s ，l i s t e da sf o l l o w ： 1a n a l y s i so fm o r p h o i o g i c a lv a r i a t i o n sa m o n gs e v e np o p u l a t i o n so ft h et o p m o u t h c u l t e r 1 km o r p h o l o 百c a lv a r i a t i o n sa m o n gs e v e np o p u l a t i o n so ft h et o p m o u t hc u l t e r w e r ea n a l y z e du s i n gt h r e em u l t i v a r i a t i o na n a l y s i sm e t h o d sb a s e do n3 1p r o p o r t i o n a l p a r a m e t e r so fm o r p h o m e t r cc h a r a c t e r s w h i c h 讹c o l l e c t e dr e s p e c t i v e l yf r o mn a n w a nr e s e r v o i r 州w ) ，t a i h ul a k e ，x i n g k a i h ul a k e ( x k h ) ，l i a n g z i h ul a k e ( l z h ) ，f u q i a o h er e s e r v o i r ( f q h ) ，s a n x i k o ur e s e r v o i r ( s x k ) a n dt h ea r t i f i c i a l c u l t u r e d p o p u l a t i o no fh u z h o u , z h e j i a n gp r o v i n c e ( c p ) 1 kr e s u l t so fc l u s t e r a n a l y s i sr e v e a l e dt h a tt h es e v e np o p u l a t i o n sw e r ec l u s t e r e di n t ot h r e ec l a d e s t h ef i r s t g r o u pi n c l u d e dp o p u l a t i o n so fx k h ，t h ，n wa n dc p ；l z ha n ds x kp o p u l a t i o n s w e t ec l u s t e r e da st h es e c o n dg r o u p ；t h em i r dg r o u pw a st h ef q h p o p u l a t i o na l o n e p r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i ss h o w e dt h a tt h ec o n t r i b u t i o no ft h el e n g t ho fh e a da n d t a i lt ot o t a lv a r i a n c e sw e r et h em o s ta m o n gt h e3 1p r o p o r t i o n a lp a r a m e t e r sm e t r e c h a r a c t e r sa n dt r u s sn e t w o r k d i s c r i m i n a n ta n a l y s i si n d i c a t e dt h a tt h ei d e n t i f i c a t i o n a c c 嘲yo ft h ed i s c r i m i n a n tf u n c t i o n so ft h e s ep o p u l a t i o n sw e r e7 3 3 3 3 - 1 0 0 ( v 1 、 a n d8 1 4 8 1 - 1 0 0 ( p 2 ) ，a n dt h et o t a ld i s c r i m i n a n ta c c u r a c yw a s9 0 a l lr e s u l t s s h o w e dt h a tt h e r ew e r es o m ed i f f e r e n c e st o ac e r t a i ne x t e n ta m o n gt h es e v e n p o p u l a t i o n so f t h et o p m o u t hc u l t e ra n dt h es e v e np o p u l a t i o n sc o u l db ei d e n t i f i e du s i n g t h r e em u l t i v a r i a t i o na n a l y s i sm e t h o d s 2c o m p a r a t i v es m d yo nm u s c l en u t r i t i o n a lq u a l i t yo fs i xd i f f e r e n tg e o g r a p h i c a l p o p u l a t i o n so f t h et o p m o u t hc u r e r e x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e dt oc o m p a r et h en u t r i t i o n a lq u a l i t yi nt h em u s c l e so f - 丑 t h et o p m o u t hc u l t e - ra m o n gs i xp o p u l a t i o n s ，w h i c hw e r ec o l l e c t e df r o mt a l h ul a k e ， x i n g l 汕ul a k e ，l i a n g z i h ul a k e ，n a n w a nf e s e r v o i r , f u q i a o h er e s e r v o i ra n dp o n di n t a i h ul a k er e g i o n n 坨r e s u l t ss h o w e dt h a ts i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sw e r en o to b s e r v e d i nm o i s t u r e ，a s ha n dc r u d ep r o t e i nc o n t e n t si nm u s c l e so ft h es i xe x p e r i m e n t a l p o p u l a t i o n s ( p 0 0 5 ) ，w h i l em u s c l el i p i dc o n t e n to ff a r m e dp o p u l a t i o n w a s s i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h o s eo fo t h e rf i v e 、；v i l dp o p u l a t i o n s ( p f u q i a o h er e s e r v o i r x i n g k a i h ul a k e l a n g z i h ul a k e f a r m e d p o p u l a t i o ny r a i h ul a k e t h eo r d e ro ft o t a la m i n oa c i d sc o n t e n t so fe x p e d m e n t a l p o p u l a t i o n sw a s ：t a i h ul a k e x i n g l o h h ul a k e n a n w a nr e s e r v o i r l a n g z i h ul a k e f u q i a o h er e s e r v o i r f a r m e dp o p u l a t i o n , a n df o rc o n t e n t so f e s s e n t i a lr m i n oa c i d s i t w a st a i h ul a k e x i n g l 汕ul a k e l a n g z i h ul a k e n a n w a nr e s e r v o i r f u q i a o h e r e s e r v o i r p o p u l a t i o nf a r m e d ，w h i l ef o re s s e n t i a la m i n oa c i di n d e x ( e a a d ，i tw a s ： p o p u l a t i o no ft a l h ul a k e n a n w a nr e s e r v o i r l a n g z i h ul a k e x i n g k a i h ul a k e f u q i a o h er e s e r v o i r f a r m e dp o p u l a t i o n t h em a j o r i t yo fa m i n oa c i ds c o r e ( a a s ) a n dc h e m i c a ls c o r e ( c s ) o fe s s e n t i a lr r f u n oa c i d sw e r eh i g h e rt h a nl ，e x c e p tf o r l y s i n e ，p h e n y l a l a n i n ea n dt y r o s i n ef o rx i n g k a l h ul a k ep o p u l a t i o n h o w e v e r , f o rt h e f a r m e dp o p u l a t i o n , m a n yc so fa m i n oa c i d sw e r el o w e rt h a n1 i nc o n c l u s i o n , t h e f l e s hq u a l i t yo ft h ew i l dp o p u l a t i o n sw a sp r i o rt ot h ef a r m e dp o p u l a t i o n ，a n dt h e p o p u l a t i o n so ft a i h ul r k e ，x i n g k a i h ul a k ea n dn a n w a nr e s e r v o i rw g r em u c hb e t t e r a m o n gt h ew i l dp o p u l a t i o n 3a s s e s s i n gg e n e t i cd i v e r s i t yo fp o p u l a t i o n so ft h et o p m o u t he u l t e ri nc h i n a u s i n gm o l e c u l a rm a r k e r s t h eg e n e t i cs t r u c t u r ea n dd i v e r s i t yo fp o p u l a t i o n so ft o p m o u t hc u l t e ri nc h i n a w e r ea s s e s s e db yu s i n ga f l p , t s s r , c o i ia n dd - l o o ps e q u e n c e sa n dt h ev a l i d i t yo f t h em o l e c u l a rm a r k e r sw e r ec o m p a r e di nt h i sp a r t t h es t u d yi n d i c a t e dt h a tt h eg e n e t i c d i v e r s i t yo ft h et o p m o u t he u l t e rw a sh i g l la n dh a dac o m p l e xg e n e t i cs t r u c t u r e t h e g e n e t i cd i v e r s i f i e so fx k h n wa n dt hp o p u l a t i o n sw e r eh i g h e rt h a nt h eo t h e r p o p u l a t i o n s t h ed i s t r i b u t i o no ft h et o p m o u t hc u r e ri nc h i n ac o u l db ed i v i d e di n t o t w om a j o rp a r t s t h en o r t h e r na n ds o u t h e mr e g i o nb e t w e e nw h i c hi tt o o ko ng r e a t d i f f e r e n t i a t i o no ft h eg e n e t i cv a r i a t i o n t h ex k h n wa n dt hp o p u l a t i o n sb e l o n g e d t 0t h en o r t h e r nr e g i o n , a n ds x ka n dl z hp o p u l a t i o n sw e r ei n c l u d e di nt h es o u t h e r n 5 a b s t r a c t r e g i o n i na d d i t i o n , 0 1 1 1 r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea f l pw a ss u p e r i o rt oi s s rb e c a u s ei t c a l lp r o v i d ee n o u g hp o l y m o r p h i cl o c it oa n a l y z et h ep o p u l a t i o ng e n e t i c so ft h e t o p m o u t hc l l l t e r b o t hc o i ia n dd l o o ps e q u e n c e sc o u l dp r o v i d es o m ei n f o r m a t i o n o fg e n e t i c s ，h o w e v e r , t h ed - l o o pw a sb e t t e rt h a nc o i l ，b e c a u s et h es p e e do f e v o l u t i o no fd l o o pw a sq u i c k e rt h a nc o i ia n di tc o n t a i n e dm u c hm o r ev a r i a b l e s i t e s t h e r e f o r e , a f l pa n dd - l o o ps e q u e n c e sw e r eu s e dt oa n a l y z et h eg e n e t i c d i f f e r e n t i a t i o nb e t w e e nt h ew i l da n dc u l t u r e dp o p u l a t i o n so ft h et o p m o u t hc u r e r a t o t a lo f3 7 3r e p r o d u c i b l eb a n d sa m p l i f i e dw i t hs e v e na f l pp r i m e rc o m b i n a t i o n sw e r e o b t a i n e df r o m5 0f i s h t h ea v e r a g ep e r c e n t a g eo f p o l y r n o r p h i cl o c iw a s4 4 1 2 t h e c u l t u r e dp o p u l a t i o na p p e a r e dt oh a v eal o w e rl e v e lo fp o l y m o r p h i s m ( 3 7 ) t h a nt h e w i l dp o p u l a t i o n ( 5 1 2 1 ) a n a l y s i so fm o l e c u l a rv a r i a n c e ( a m o v a ) i n f e r r e df r o m d - l o o pr e v e a l e dt h a td e g r e eo fg e n e t i cd i v e r g e n c ew a sn o tl a r g e ( f 矗= o 0 8 ，p o 0 1 ) o u r d a t aa r g u e dt h a tg e n e t i cd r i f t ，g e n ef l o w , a n ds t o c h a s t i ci n t r o d u c t i o ne v e n t s w e r et h ep o s s i b l ef a c t o r si n f l u e n c i n gt h ep o p u l a t i o ns t r u c t u r ea n dg e n e t i cv a r i a t i o n 4m o l e c u l a rp h y l o g e n yo ft h ec u l t r i n a ei n f e r r e df r o mm i t o c h o n d r i a ld n a c o n t r o lr e g i o ns e q u e n c e s t h em o l e c u l a rp h y l o g e n yo fc u l t r i n a ew a sa n a l y z e du s i n gd - l o o ps e q u e n c e s ， u s i n gc y p r i n u sc a r p i oa n dc t e n o p h a r y n g o d o ni d e l l aa so u t g r o u p i nt h em p a n dn j t r e e ，t h es a m p l e so fc u l t e rb l e n d e dw i t ht h a to fc u l t r i c h t h y s ，c u l t e ra l b u r n u s ，c u l t e r r e c u r v i c e p sa n dc u r ed a b r y iw e r ec l u s t e r e df i r s t ，a n dt h e n , c u r e rm o n g o l i c u s ，c u r e r o x y c e p h a l o i d e sa n dc u l t r i c h t h y se r y t h r o p t e r u sw e r ec l u s t e r e d ，a n dt h e s et w om a j o r c l a d e sc o m p o s e do n eg r o u p t h e n , m e g a l o b r a m a ，$ i n i b r a m a ，p a r a b r a m i sa n d h e m i c u l t e rc l u s t e r e di no r d e r c u l t r i n a cw a sd i v i d e di n t ot h r e em a j o rc l a d e si nb it r e e c u r e ra n d c u l t r i c h t h y s w e r et h ef i r s t c l a d e ，m e g a l o b r a m a ，s i n i b r a m aa n d p a r a b r a m i sc l u s t e r e da st h es e c o n do n e ，h e m i c u r e rw a st h et h i r dc l a d e t h ea b o v e r e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e r ew a sc l o s e rr e l a t i v er e l a t i o n s h i pb e t w e e nc u l t e ra n d c u l t r i c h t h y s ，a n db e t w e e us i n i b r a m aa n dp a r a b r a m i s h a dm u c hc l o s e r r e l a t i v e r e l a t i o n s h i p ，t o o t h er e s u l t sa g r e e dt h a tc u l t r i n a ew a sm o n o p h y l e t i cg r o u pa n dd i d n o ta g r e ew i t hc u l t e rw a sm o n o p h y l e t i cg r o u p a n dt h es a m er e s u l t sw e r eo b t a i n e d b yu s i n gc y tbg e n es e q u e n c e s o u rr e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h en a m eo fe r y t h r o c u l t e r i l i s h a e f o r m i ss h o u l db ec u r e ra l b u r n u s i na d d i t i o n , i s s ra n dc o i ia st h em o l e c u l a r i d e n t i f i c a t i o nm a r k e r sw e r eu s e dt oi d e n t i f yt h ec u r e ra ，b l o n z l $ ，c u l t e rr e c u r v i c e p s ， c u l t ed a b r y ia n dc u l t r i c h t h y se r y t h r o p t e r u s ，t h eo u t c o m e sw e r eb e n e f i c i a lt oi d e n t i f y 6 t h e s ef o i l l e u l t e r s i nt h i sd i s s e r t a t i o n , i tp r o v i d e dm u c hb a s i cd a t af o rf u t u r eb r o o d s t o c ks e l e c t i o n , c o n s t i t u t i n gr e l e v a n tm a n a g e m e n tp o l i c y , p r o t e c t i o nt h eg e r m p l a s mf o rt h ed i f f e r e n t p o p u l a t i o n so f t h et o p m o u t hc u l t e r , a n di n c r e a s e st h ei n f o r m a t i o no f t h ep h y l o g e n yo f c u l t r i n a e ，i ta l s os h o u l db eb e n e f i c i a lt of u r t h e rs t u d yo nt h ep h y l o g e n y , o r i g i ne n d e v o l u t i o no f c u l t d n a e k e yw o r d s ：c u l t e ra l b u r n u s ；c u l t r i n a e ；m o r p h o l o g y ；n u t r i t i o n ；a f l p ；i s s & c o i i ； d - l o o p ；m o l e c u l a rg e n e t i cm a r k e r s ；g e n e t i cd i v e r s i t y ；g e n e t i c s t r u c t u r e ；g e n ef l o w ；g e n e t i cd i v e r g e n c e ；g e r m p l a s m ；m o l e c u l a r p h y l o g e n y - 7 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及 取得的研究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名：雒日期： 学位论文授权使用声明 型扛“7 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在 解密后适用本规定 学位论文作者签名： 日期： 导师 日期： 华东师范大擎2 0 0 7 届博士学住论文 第一章绪论 第一节鱼类遗传多样性研究概况 生物多样性近来一直是倍受关注的问题。它包括生态多样性、物种多样性和 基因多样性。生态系统的多样性离不开物种多样性，同样也离不开不同物种所具 有的遗传多样性( 陈灵芝，1 9 9 3 ) 。基因多样性( g e n e t i cd i v e r s i t y ) 也称遗传多 样性，是生物多样性的中心环节。遗传多样性是指自然界中的每一个物种在同一 种群内不同个体之间在分子水平上存在的差异，反映的是生物体遗传上的异同。 遗传变异是导致生物出现遗传多样性的主要方式，是生物的重要特征之一，它决 定着生物资源的可持续性发展。 鱼类多样性是生物多样性的重要组成部分。鱼类是脊椎动物亚门中最原始而 在种属数量上又最占有优势的类群，分布广泛，起源复杂( n e l s o n , 1 9 9 4 ) 。据估计， 现生鱼类物种数可能有2 8 5 0 0 种，超过两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲等任何一 纲的物种数，己经描述的鱼类有效物种有2 4 6 1 8 种。现生鱼类多样性十分丰富， 归于5 7 目，4 8 2 个科，平均每科的物种数超过4 9 个。大部分种类为海洋鱼类， 约有1 4 6 5 2 种之多，约占总数的6 0 。淡水鱼类约有9 9 6 6 种，约占4 0 左右( 刘 健康，1 9 9 9 ) 。我国幅员辽阔，江河湖泊众多，纵横交错，水环境特征差异显著， 孕育了丰富的淡水鱼类遗传多样性。在世界鱼类的地理区划中，我国淡水鱼类跨 越古北区、东洋区和青藏高原区3 个大区，具有3 大区特有的鱼类。如北方的冷 水性鱼类雅罗鱼等：南方的暖水急流种类觥科、平鳍鳅科等；特有的高原鱼类裂 腹鱼和高原鳅，以及东亚平原的江河平原鱼类等。我国淡水鱼类物种多样性很高， 主要是骨鳔鱼类，估计有1 3 目3 3 科2 0 9 属，约1 0 0 0 种。其中鲤科占我国淡水 鱼类一半以上( 约占总数的5 6 4 2 ) ，约1 1 9 属5 0 0 余种及4 4 亚种( 李思忠，1 9 8 1 ； 刘健康，1 9 9 9 ) 。我国是水产大国，而鱼类又是水产动物中的主力军。因此鱼类 种质资源一直是人们致力研究的对象之一。而遗传多样性是种质资源的重要组成 部分。所以说鱼类遗传多样性直接或间接的影响到水产业的经济效益，丰富的遗 传多样性是养殖渔业优质高产，以及培育具有优良性状的品种的前提条件，为养 殖业带来巨大的经济效益。而鱼类遗传多样性的破坏将使人类面临鱼类遗传资源 枯竭的危险，人类与自然的和谐发展将受到破坏。鱼类遗传多样性的研究具有重 要的理论和实际意义。首先，鱼类遗传多样性大小是长期进化的产物，是其生存 和发展的前提。一个鱼类的群体遗传多样性越高或遗传变异越丰富，对环境变化 的适应能力就越强，越容易扩展其分布范围和开拓新的环境。理论推导和大量实 验证据表明，鱼类群体遗传变异的大小与其进化速率成正比，因此对遗传多样性 华东师范大学2 0 0 7 届博士学位论文 的研究可以揭示群体的遗传结构，生活背景，分析其进化的历史和潜力，以及探 讨品种濒危的原因和现状，从而进一步提出合理的保种措施( s o , i s ，1 9 9 1 ) 。其 次，鱼类遗传多样性是保护生物学研究的核心之一。不了解种内遗传变异的大小、 时空分布及其与环境条件的关系，我们就无法采取科学有效的措施来保护人类赖 以生存的遗传资源，来挽救濒于绝灭的鱼类，保护受威胁的种类。对珍稀濒危物种 保护方针和措施的制定，如采样策略、迁地或就地保护的选择等方式方法的制定 和实施，都有赖于我们对物种遗传多样性的认识程度( s c h a a l ，1 9 9 1 ) 。再次， 遗传多样性为鱼类的分类提供有益的资料，进而为鱼类良种选育和遗传改良奠定 基础。鱼类育种与病害防治等方面的进步，是以鱼类的遗传和生理等基础研究为 条件的。因此，鱼类遗传多样性研究对于培育抗病品种、种质资源研究及合理的 杂交育种都具有重要的作用。可以说，遗传多样性的高低体现了一个生物体对自 然条件的耐受力，进而关系到一个物种的兴衰。 1 鱼类遗传多样性的研究方法 遗传多样性的测度是目前遗传多样性研究的一个核心问题。从1 8 6 0 年孟德 尔用纯表型性状分析遗传差异到今天多种多样的分子手段，量化分析多态性水平 已经成为一门庞杂的学科。在遗传信息的表达过程中，d n a 是遗传信息的携带 者，蛋白质是遗传信息的执行者，所以用他们的分子标记能直接体现遗传信息的 改变，可以说是目前最具说服力的分析手段。 1 1 形态学标记 形态学标记是人们最早利用的遗传标记，是生物特定的肉眼可见的特征特 性，由于简单直观易于观察，长期以来，鱼类的分类及鉴定都是以形态标记为主 要或初步的指标( 李思发，1 9 9 8 ) 。早在诗经和尔雅中就已经记载有鲤 科鱼类的鱼名；各处地方志记载也比较翔实，可以作为依据来辨别是什么鱼。直 到1 8 7 1 年，荷兰的b l e e k e r 对我国的鲤科鱼类作了综述，根据经典的离征已经可 以判定3 4 种鱼类。后来对于我国鱼类的鉴定和分类工作得到了长足的发展。一些 国外的鱼类学家纷纷来中国采样调查，如：瑞典的r e n d a h l 、美国的n i c h o i s 、俄 国的b e r g 等。同时，我国也涌现了大批的鱼类学家，如：林书颜、朱元鼎、张春 霖等。诸位老前辈都对我国鱼类资源的调查管理作出了卓越的贡献。目前，形态 学中应用较多的是耳石的标记，g e o f f ( 2 0 0 5 ) 运用耳石鉴定了不同流域的大西 洋鲑鱼。但形态学标记很容易受环境因素和样本量的影响，即遗传表达有时不稳 定，而且标记位点数少，周期长，花费大，易受发育阶段、生理因素和人为因素 的影响，所以导致了我国鱼类分类中出现准确性差，重选、漏选、错选的现象。 华东师范大学2 0 0 7 届博士学位论文 因此，必须要有丰富的实践经验和知识，选用大量样本进行筛选，同时加强横向 交流，这样才能最终满足品种鉴定的需要。 1 2 细胞学标记 细胞学标记能明确显示细胞遗传多态性的生物学特征。随着显微镜技术的改 进，使人们建立了染色体和带型分析技术来鉴别物种分类及核型演化。染色体的 结构特征和数量特征是常见的细胞学标记，它们分别反映了染色体结构上和数量 上的遗传多态性。染色体结构特征包括染色体的核型和带型。核型是指把动植物、 真菌等的某一个体或某一类群的体细胞显微摄影后再放大照片，按照染色体相对 长度、臂指数、着丝粒指数、染色体臂数等4 个参数将所有染色体作系统排列， 代表一个物种染色体的特征。染色体分带技术是将所有染色体制片用