论文摘要
鲭科(Scombridae)属鲈形目(Perciformes)，鲭亚目(Scombroidei)，是一类上层的，海洋迁徙鱼类，广泛分布在热带、亚热带和温带海域。鲭科包含有15个属54个种，大多数鲭科物种具有很高的经济价值，是重要的海洋经济鱼类，具有十分重要的经济意义和研究价值。目前，以分子生物学为基础的研究方法逐渐成为研究物种系统进化关系、物种遗传多样性和物种形成机制的主要手段。本文成功扩增了鲭科羽鳃鲐属羽鳃鲐线粒体基因组完整序列，初步确定了羽鳃鲐线粒体组及扩增方法，并分析了羽鳃鲐线粒体基因组的一般结构与组成等特征；利用线粒体完整序列以及蛋白质整合序列做进化分析，探讨20种鲭科鱼类系统发育关系以及线粒体DNA编码基因的适用性。另外，本文还采用线粒体细胞色素b（Cytochrome b, Cytb）基因、控制区（Control Region）D-loop序列，对鲭科鲣鱼8个群体进行分析，探讨其遗传多样性、种群结构、以及种群演化历史，以期为鲣鱼渔业资源的有效管理和合理开发利用提供基础数据支撑。主要内容如下：1.羽鳃鲐线粒体基因组序列的测定采用了常规PCR技术，利用10对PCR引物，扩增了羽鳃鲐线粒体基因10个相互重叠的片段，用PCR产物直接测序。所得线粒体序列全长为165,37bp，登录号JX524134。实验结果表明，羽鳃鲐线粒体基因组与其他硬骨鱼类一样，包括13个编码基因(ND1-ND6、ND4L、COXI-COXIII、Cytb)，22个tRNA基因，2个rRNA基因，2个非编码区（轻链复制起点区和控制区）。基因组的排列紧密，基因间隔较少，甚至有基因重叠。羽鳃鲐线粒体基因组的碱基组成分析结果表明，G碱含量偏低，尤其是在蛋白基因的三联体密码子中第三位碱基有明显的G碱基反偏倚性。研究结果还表明，除ND6基因是在L-链编码外，所有的12个蛋白基因均在H-链编码；只有COX I基因的起始密码子为GTG，其余12个编码基因的起始密码子则为ATG。2.探讨鲭科鱼类的起源与线粒体DNA编码蛋白基因的适用性通过GenBank数据库中获取了19种除羽鳃鲐以外的鲭科鱼类线粒体基因组，并分整了各个蛋白基因序列。20种鲭科鱼的13个蛋白质编码序列的平均转换/颠换值(R)范围是2.07~4.59，Ka/Ks值远远小于1.0，意味着13个蛋白质编码基因在进化过程中并没有受到正向选择作用。用NJ法构建系统进化树，结合进化树置信度与信息量，评估每个蛋白基因的系统进化能力。参照前人的研究结果，将13个蛋白基因的系统进化适用性分为三个等级：ND5，ND4，COXI和Cytb为好；ND2，COXII，ND1，COXIII和ND6为中等；ND3，ND4L,ATP8,和ATP6最差。结合前人研究，结果表明，鲭科物种中，ND4和ND5的系统进化分析最可靠。3.鲣鱼的遗传多样性及演化历史研究本研究用PCR产物直接测序，成功获得了8个鲣鱼群体的Cytb序列与D-loop序列。在149尾鲣鱼Cytb序列中，共检测到了132种单倍型。单倍型多样性很高为0.964~1.000；核苷酸多样性为0.00835~0.01167。基于Cytb序列用K-2-P模型对各群体进行了遗传距离分析，结果表明，8个鲣鱼群体两两间遗传距离比较小，大小范围在0.008~0.011之间，而群体内两两间的遗传距离最大值仅为0.012。8个鲣鱼群体间的Fst值在-0.05373~0.09712之间，遗传分化水平较低且不显著。阶层分析显示8个鲣鱼群体是一个随机交配的群体。中性检验(Neutral test)和错配分布(Mismatch analysis)分析均表明8个鲣鱼群体并未经历过种群扩张。D-loop序列中，检测到了146种单倍型。单倍型多样性为0.964~1.000；核苷酸多样性为0.03765~0.04484。遗传距离分析结果表明，8个鲣鱼群体两两间遗传距离比较小在0.040~0.045之间，与种内平均遗传距离相近。鲣鱼8群体间的Fst值在-0.02283~0.05706之间，遗传分化水平较低且不显著。与Cytb结果一致，显示8个鲣鱼群体是一个随机交配的群体。中性检验(Neutral test)和错配分布(Mismatch analysis)分析亦表明了8个鲣鱼群体并未经历过种群扩张。