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青海湖裸鲤的种群遗传结构和物种形成
张仁意
2013
摘要本论文通过形态学方法和分子系统学分析,研究青海湖裸鲤鳃的形态、种群结构和物种形成与分化过程,了解其分布模式,并探讨青海湖裸鲤对环境的适应性。
1.通过扫描电镜技术,对青海湖裸鲤指名亚种和青海湖裸鲤甘子河亚种的鳃丝表皮进行观察。研究发现,青海湖裸鲤扁平上皮细胞的形态以不规则椭圆形为主,鳃丝表面有黏液细胞,其上分布的氯细胞数量多于甘子河裸鲤;甘子河裸鲤扁平上皮细胞的形态以六边形为主,鳃丝表皮未观察到黏液细胞。并对采自黄河、青海湖、甘子河和可鲁克湖的花斑裸鲤、青海湖裸鲤和甘子河裸鲤的鳃耙进行统计分析,四个不同水域中的裸鲤属鱼类的鳃耙分成了两类,青海湖的青海湖裸鲤鳃耙数多、密集且较长,而花斑裸鲤、甘子河裸鲤和分布于可鲁克湖的青海湖裸鲤鳃耙数少、稀疏且短。
2.采用PCR技术对青海湖裸鲤的4个种群(青海湖、可鲁克湖、甘子河和草搭连)155个个体的mtDNA D-loop 区部分序列进行扩增,得到了754 bp的核苷酸序列。采用MEGA 5.05和DnaSP 5.10.1软件对序列进行分析,结果显示:155个个体中共检测出34个单倍型,单倍型多样性(Hd)为0.906 ± 0.013,核苷酸多样性(Pi)为0.00556±0.00034。其中可鲁克湖种群的单倍型多样性(0.422 ± 0.093)和核苷酸多样性(0.00272 ± 0.00066)均低于其他3个种群,且该种群内的平均遗传距离(0.00276)低于群体间的遗传距离(0.00522~0.00709)。通过群体分化指数(Fst)和基因流(Nm)分析显示,可鲁克湖种群与其他3个种群之间有着明显的遗传分化(Fst > 0.26327, Nm < 0.69959),且与甘子河种群分化程度最显著(Fst = 0.45854,P < 0.01;Nm = 0.29521)。但是系统发育树并未显示出明显的单系群,可能是水系间地理隔离格局的形成时间较晚。
3.以青藏高原东北部四个水域(黄河、青海湖、甘子河和可鲁克湖)中的裸鲤物种复合体:花斑裸鲤、青海湖裸鲤和甘子河裸鲤为研究对象,利用线粒体DNA的两个基因(16S rRNA 和Cyt b)和一个核基因(RAG-2)的序列数据,对该裸鲤物种复合体的277个个体进行谱系地理学研究。系统发育和形态学的研究显示,三个鳃耙稀疏的种群(花斑裸鲤、甘子河裸鲤和分布于可鲁克湖的青海湖裸鲤)在系统进化树上的分布很特殊。花斑裸鲤位于系统进化树的基部,甘子河裸鲤和分布于可鲁克湖的青海湖裸鲤位于系统进化树的顶端,而鳃耙稠密的分布于青海湖的青海湖裸鲤则位于两者之间。年代估算进一步显示,具有稀疏鳃耙表型的种群构成了最老和最年轻的谱系;具有稠密鳃耙性状的种群则属于中间年代的谱系。
生态环境的改变使青海湖裸鲤发生局部适应,最终导致青海湖裸鲤的表型适应性变化和遗传分化。不同的栖息地和摄食的偏好性引起的自然选择是青海湖裸鲤新性状形成的主要驱动力,相似的生态位造成了相似的表型。
文献类型学位论文
条目标识符http://210.75.249.4/handle/363003/32052
专题中国科学院西北高原生物研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
张仁意. 青海湖裸鲤的种群遗传结构和物种形成[D],2013.
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