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基于线粒体Cytb基因序列的西江流域广西境内卷口鱼遗传多样性分析

彭敏 韩耀全 王大鹏 施军 吴伟军 李育森 雷建军 何安尤

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基于线粒体Cytb基因序列的西江流域广西境内卷口鱼遗传多样性分析

    作者简介: 彭敏 (1972—),女,硕士,高级工程师,从事鱼类分子遗传育种研究。E-mail:837969487@qq.com;
    通讯作者: 何安尤, 919384987@qq.com
  • 中图分类号: S 963.7

Genetic diversity analysis of Ptychidio jordani in Xijiang River flowing through Guangxi Province based on mitochondrial Cytb gene sequence

    Corresponding author: Anyou HE, 919384987@qq.com
  • CLC number: S 963.7

  • 摘要: 为了解西江流域广西境内卷口鱼 (Ptychidio jordani) 种群遗传结构及分化程度,采用线粒体Cytb基因序列对西江流域广西境内6个江段的139尾野生卷口鱼的遗传多样性进行分析。结果显示,线粒体Cytb基因长度为1 053 bp,碱基T、C、A、G的平均含量分别为29.1%、27.7%、29.3%、13.9%,其中A+T (58.4%) 高于C+G (41.6%)。共定义20个单倍型,并聚为两个分支,未观察到明显的地理聚群。6个卷口鱼群体的平均单倍型多样性和平均核苷酸多样性分别为0.7682、0.0023,其中红水河群体 (Hd=0.748 7, Pi=0.003 3) 遗传多样性最高,柳江群体 (Hd=0.274 4, Pi=0.000 4) 和左江群体 (Hd=0.3747, Pi=0.000 3) 的遗传多样性相对较低。卷口鱼总体的遗传分化指数 (Fst) 为0.461 4 (P<0.01),表现出较大的遗传分化。两两群体间遗传分化结果显示,左江和柳江种群之间的遗传分化程度最大,而柳江和西江之间最小。AMOVA分析表明西江流域的卷口鱼群体遗传变异一半来自群体内 (53.86%),一半来自群体间 (46.14%)。中性检验 (Tajima's D=−1.082 8,P>0.05;Fu's Fs=−6.572 5,0.01<P<0.05) 与碱基错配分布分析表明西江流域卷口鱼种群大约在0.07~0.187 Ma经历了种群扩张。综上,西江流域广西境内的卷口鱼柳江群体和左江群体遗传多样性较低,总群体分化程度较大,但仍属于一个种群,其中空间距离与地理阻隔对卷口鱼的遗传分化具有一定的促进作用。
  • 图 1  卷口鱼单倍型网络结构图

    Figure 1.  Haplotype network structure of P. jordani

    图 2  卷口鱼NJ单倍型系统树

    Figure 2.  Haplotype system tree of P.jordani

    图 3  卷口鱼核苷酸错配分布图

    Figure 3.  Nucleotide mismatch profile of P.jordani

    表 1  卷口鱼线粒体Cytb基因遗传多样性指数

    Table 1.  Genetic diversity parameters of mtDNA Cytb gene in six P. jordani populations

    群体
    Population
    样品数
    Sample numbers
    变异位点
    Variable sites
    单倍型数目
    Haplotype numbers
    单倍型多样性
    Haplotype diversity
    平均核苷酸差异
    Mean of nucleotide difference (K)
    核苷酸多样性
    Nucleotide diversity (π)
    红水河 HSH 28 11 9 0.748 7 3.431 2 0.003 3
    柳江 LIUJ 41 6 7 0.274 4 0.382 9 0.000 4
    西江 XIJ 10 4 4 0.533 3 0.800 0 0.000 8
    右江 YOUJ 15 11 6 0.704 8 3.219 1 0.003 1
    郁江 YUJ 31 6 7 0.701 1 1.006 5 0.001 0
    左江 ZJ 14 2 3 0.274 7 0.285 7 0.000 3
    总计 Total 139 22 20 0.768 2 2.461 9 0.002 3
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    表 2  卷口鱼遗传距离与遗传分化系数 (Fst)

    Table 2.  Genetic distance and genetic differentiation coefficient (Fst) in P. jordani

    群体
    Population
    红水河
    HSH
    柳江
    LIUJ
    西江
    XIJ
    右江
    YOUJ
    郁江
    YUJ
    左江
    ZJ
    红水河 HSH 0.003 3 0.560 6** 0.396 1** 0.283 8* 0.580 3** 0.540 5**
    柳江 LIUJ 0.003 8 0.000 4 0.000 5 0.375 2** 0.562 5** 0.667 0**
    西江 XIJ 0.003 8 0.000 6 0.000 8 0.166 8* 0.422 9** 0.572 7**
    右江 YOUJ 0.004 5 0.002 3 0.002 4 0.003 1 0.131 7* 0.092 1
    郁江 YUJ 0.005 0 0.001 5 0.001 5 0.002 2 0.001 0 0.147 7**
    左江 ZJ 0.004 5 0.001 0 0.001 1 0.001 9 0.000 8 0.000 3
    注::对角线为群体内遗传距离;对角线左下方表示群体间遗传距离;对角线右上方表示Fst值;*. P<0.05,差异显著;**. P<0.01,差异极其显著;后表同此 Note: The diagonal is the genetic distance within the population; and below the diagonal is the genetic distance between the populations; above the diagonal is the genetic differentiation coefficient (Fst). *.represent P<0.05, difference is significant; **.represent P<0.01, difference is extremely significant. Same case in the following tables.
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    表 3  群体间变异来源分析

    Table 3.  Analysis of variation sources among populations

    变异来源
    Variation source
    自由度
    df
    平方和
    SS
    方差组分
    Variance component
    变异百分率
    Percentage of variation/%
    统计量
    Statistical magnitude (F)
    基因流
    Gene flow (Nm)
    6个江段
    Six populations
    群体间 5 72.803 0.625 2 Va 46.14 0.461 4** 0.583 6
    群体内 133 97.067 0.729 8 Vb 53.86
    总体 138 169.871 1.355 1
    两个分支
    Two pedigree
    群体间 1 101.613 3.082 2 Va 86.08 0.860 9** 0.080 8
    群体内 137 68.257 0.498 2 Vb 13.92
    总体 138 169.871 3.580 5
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    表 4  卷口鱼Cytb基因Tajima's D和Fu's Fs检验

    Table 4.  Tajima's D and Fu's Fs test of P.jordani Cytb gene

    群体
    Population
    Tajima's DFu's FSHriSSDTau扩张时间
    Expansion of time/Ma
    红水河 HSH 0.698 8 −0.376 2 0.107 0 0.073 9 7.515 6
    柳江 LIUJ −1.929 4** −6.220 1** 0.319 0 0.002 3 3.000 0 0.187 4
    西江 XIJ −1.667 1* −1.344 6* 0.061 7 0.000 8 1.158 2 0.072 4
    右江 YOUJ −0.186 8 0.452 7 0.091 0 0.060 9 9.308 6
    郁江 YUJ −0.933 8 −2.663 0* 0.105 9 0.008 4 1.123 1 0.070 2
    左江 ZJ −1.480 7 −1.475 3* 0.277 0 0.005 9 3.000 0 0.187 4
    总计 Total −1.082 8 −6.572 5* 0.054 2 0.026 2** 1.308 6 0.081 8
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-11
  • 录用日期:  2020-05-09
  • 网络出版日期:  2020-06-28

基于线粒体Cytb基因序列的西江流域广西境内卷口鱼遗传多样性分析

    作者简介:彭敏 (1972—),女,硕士,高级工程师,从事鱼类分子遗传育种研究。E-mail:837969487@qq.com
    通讯作者: 何安尤, 919384987@qq.com
  • 1. 广西水产科学研究院/广西水产遗传育种与健康养殖重点实验室,广西 南宁 530021
  • 2. 华南农业大学海洋学院,广东 广州 510642

摘要: 为了解西江流域广西境内卷口鱼 (Ptychidio jordani) 种群遗传结构及分化程度,采用线粒体Cytb基因序列对西江流域广西境内6个江段的139尾野生卷口鱼的遗传多样性进行分析。结果显示,线粒体Cytb基因长度为1 053 bp,碱基T、C、A、G的平均含量分别为29.1%、27.7%、29.3%、13.9%,其中A+T (58.4%) 高于C+G (41.6%)。共定义20个单倍型,并聚为两个分支,未观察到明显的地理聚群。6个卷口鱼群体的平均单倍型多样性和平均核苷酸多样性分别为0.7682、0.0023,其中红水河群体 (Hd=0.748 7, Pi=0.003 3) 遗传多样性最高,柳江群体 (Hd=0.274 4, Pi=0.000 4) 和左江群体 (Hd=0.3747, Pi=0.000 3) 的遗传多样性相对较低。卷口鱼总体的遗传分化指数 (Fst) 为0.461 4 (P<0.01),表现出较大的遗传分化。两两群体间遗传分化结果显示,左江和柳江种群之间的遗传分化程度最大,而柳江和西江之间最小。AMOVA分析表明西江流域的卷口鱼群体遗传变异一半来自群体内 (53.86%),一半来自群体间 (46.14%)。中性检验 (Tajima's D=−1.082 8,P>0.05;Fu's Fs=−6.572 5,0.01<P<0.05) 与碱基错配分布分析表明西江流域卷口鱼种群大约在0.07~0.187 Ma经历了种群扩张。综上,西江流域广西境内的卷口鱼柳江群体和左江群体遗传多样性较低,总群体分化程度较大,但仍属于一个种群,其中空间距离与地理阻隔对卷口鱼的遗传分化具有一定的促进作用。

English Abstract

参考文献 (40)

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