论文摘要
玉筋鱼（Ammodytes personatus）是西北太平洋重要的饵料与经济鱼类，在分布范围内存在分化较大的南、北两个世系，与同属的太平洋玉筋鱼（Ammodyteshexapterus）在形态特征上极为相似。赤魟（Dasyatis akajei）为西北太平洋的一种暖温性底层软骨鱼类，在广西淡水水系中亦有分布。本研究对两种玉筋鱼的线粒体基因组结构和组成进行了分析与比较，并在线粒体基因组水平上探讨了玉筋鱼南、北世系的分化程度。综合运用线粒体DNA控制区序列、AFLP和微卫星标记，系统开展了赤魟的遗传多样性、群体遗传结构及系统地理格局研究，同时分析了5种魟属鱼类的系统进化关系。主要结果如下：1．玉筋鱼和太平洋玉筋鱼线粒体基因组特征分析本研究扩增得到太平洋玉筋鱼和玉筋鱼南、北世系线粒体基因组全序列，全长分别为16,527bp,16,537bp和16,527bp，玉筋鱼北方世系和太平洋玉筋鱼的各序列片段长度一致，与玉筋鱼南方世系仅在16S rRNA和控制区上分别存在2bp、8bp的插入缺失。三者线粒体基因组包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和2个非编码区（控制区和OL），其排列顺序与大多数脊椎动物相一致。在碱基组成上，GC含量在两条链中均具明显偏倚，但AT含量相差不大，H与L链蛋白质编码基因密码子第三位点分别呈现明显的反G和反C偏倚，并反映在以相同碱基结尾的密码子使用偏好上。三者蛋白质编码基因的起始密码子完全相同，除COI以GTG为起始密码子外，其余均以ATG为起始密码子；终止密码子包括TAA、TAG、AGG、TA-和T--五种类型，仅在ND1和ND5基因中，太平洋玉筋鱼的终止密码子不同于玉筋鱼南、北世系。Ka/Ks计算结果显示，大多数蛋白质编码基因均受到极显著的纯化选择作用（P<0.01），仅ATP8基因受到的选择压力相对较小。除了tRNASer(AGY)外，其余tRNA均能形成稳定的茎环结构，三者在tRNA上的碱基替换大多发生在环区。在控制区识别了终止序列区、中央保守区（CSB-F~-A）和保守序列区（CSB-1~-3）；在终止序列区中，三者的TAS重复数不同。2．基于线粒体基因组全序列的玉筋鱼南、北世系遗传分化玉筋鱼不同群体的线粒体基因组全序列分析结果显示玉筋鱼南、北世系多个个体在16S rRNA基因长度上均相差2bp。玉筋鱼南、北世系线粒体基因组全序列间呈现出较大的歧义度，除ATP8和ATP6基因外，玉筋鱼南、北世系间序列变异水平与玉筋鱼南方世系和太平洋玉筋鱼间同源序列变异水平相当，较玉筋鱼北方世系与太平洋玉筋鱼间同源序列变异水平高，而各世系内同源序列的变异不大。联合线粒体基因组中各进化速率不同的片段，利用贝叶斯联合模型分析方法重建了玉筋鱼南、北世系和太平洋玉筋鱼的系统进化关系，结果显示玉筋鱼北方世系与太平洋玉筋鱼的亲缘关系较近，而与玉筋鱼南方世系的亲缘关系较远，玉筋鱼南、北世系间高度分化，其分化程度已达到种间水平。3．赤魟的分子系统地理学研究（1）对7个赤魟群体的线粒体DNA控制区序列分析结果显示，赤魟具有较高的遗传多样性，没有检测到与地理相对应的谱系结构，大部分海水群体（台州、温州、宁德和漳州）间存在显著的遗传结构，为非随机交配群体，分析认为其可能与赤魟底栖的生活习性、移动缓慢的行为特征以及可能具有的集群产仔的繁殖行为有关。海水群体与淡水群体间未呈现显著的遗传分化，然而该分析结果可能受到样品量的影响。中性检验、核苷酸不配对分布及Bayesian skyline plots分析结果表明赤魟群体经历了早更新世的群体扩张事件。（2）基于4对AFLP选择性引物对7个赤魟群体进行分析，结果显示赤魟呈现出较高的遗传多样性水平，没有检测到与地理相对应的谱系分支，海水群体（台州、温州、宁德和漳州）间存在小但显著的遗传分化，群体间基因流系数较小，Mantel检验结果不支持赤魟群体间存在距离隔离模式，在海水群体与有限的淡水个体间未检测到遗传差异。（3）运用磁珠富集法筛选出10对多态性较高的微卫星引物，基于荧光标记分型对4个赤魟群体进行研究，结果显示赤魟群体具有较高的遗传多样性水平；遗传结构分析结果与AFLP结果相同，显示各群体间存在微弱但显著的遗传分化，但所有个体被分配到一个自由交配组群，Mantel检验结果同样显示赤魟群体间不存在距离隔离模式，赤魟底栖的生活习性、移动缓慢的行为特征及可能具有的集群繁殖行为可能影响了其群体遗传结构。4．魟属鱼类系统进化研究本研究首先分析了5种魟属鱼类、1种翼魟属鱼类及1种新魟属鱼类的线粒体控制区结构。7种魟的控制区长度均在1860bp以上，但其种内变异位点比例均在1.3%以下，在结构上也可划分为终止序列区、中央保守区和保守序列区。在终止序列区中，除光魟不存在重复序列，其他魟类均存在两种重复序列，TAS基序位于第一种重复序列中；中央保守区的保守序列单元出现缺失；在控制区3’端，除紫色翼魟外，其他魟类均存在重复序列，但重复基序、长度与重复次数互不相同。将线粒体DNA的COI、Cyt b和控制区作为分子标记，在每个片段独立分析的基础上，利用贝叶斯联合模型分析重建了5种魟属鱼类的系统进化关系。结果显示：尖嘴魟处于5种魟属鱼类演化支系中的基部位置；赤魟与黄魟、伊豆魟与光魟的亲缘关系较近而各自聚类，之后两支形成姐妹群，随后与翼魟属的紫色翼魟聚类，最后与尖嘴魟聚类，支持魟属鱼类不是单系发生类群的推论。此外，新魟属的古氏新魟与魟属鱼类较大的系统分化也支持新魟属与魟属应为独立的两个属。