張曉宇 張富鐵 姚富城 王劍偉

(1. 中國科學(xué)院水生生物研究所中國科學(xué)院水生生物多樣性與保護重點實驗室, 武漢 430072;2. 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

巖原鯉(Procypris rabaudi), 隸屬于鯉形目(Cypriniformes)鯉科(Cyprinidae)原鯉屬(Procypris),是長江上游特有魚類和重要經(jīng)濟魚類。分布于金沙江、岷江、赤水河、嘉陵江和長江上游等干支流[1]。巖原鯉是生活在水流較緩區(qū)域的雜食性底層魚類, 喜歡棲息于江河巖石縫間[2]。目前巖原鯉種群資源衰退嚴重, 面臨著種群小型化趨勢, 長江上游水電梯級開發(fā)、過度捕撈及其他人類活動的影響已成為其面臨的主要威脅[3]。在《中國瀕危動物紅皮書》中巖原鯉被列為我國易危魚類[4]。為了保護及合理開發(fā)巖原鯉資源, 開展群體遺傳多樣性研究十分必要。

近年來, 國內(nèi)學(xué)者對巖原鯉開展了分子系統(tǒng)發(fā)育、遺傳多樣性和種群結(jié)構(gòu)等方面研究。如: 宋君[5]于2002—2005年分別在合江、通江、蒼溪、北碚、木洞和習(xí)水6個水體采集巖原鯉50尾, 分析其mtDNA控制區(qū)核苷酸序列后, 得出單倍型多樣性指數(shù)Hd為0.736, 核苷酸多樣性指數(shù)Pi為0.0036; 王爽等[6]用磁珠富集法構(gòu)建得到巖原鯉GATA四堿基重復(fù)的10個微衛(wèi)星位點, 并對25個巖原鯉個體進行檢測, 結(jié)果表明觀測雜合度和期望雜合度分別在0.460—0.788和0.375—0.739; 朱成科等[7]對2008年以前采集的三峽水庫木洞、涪陵和萬州3個群體45尾巖原鯉樣本進行線粒體控制區(qū)序列分析, 結(jié)果說明三個群體屬于同一種群, 整體上單倍型多樣性指數(shù)Hd為0.857, 核苷酸多樣性指數(shù)Pi為0.00472。何勇鳳等[8]利用線粒體DNA細胞色素b基因標記對2008年以前在塘河和木洞采集的共57個個體進行分析, 兩個群體遺傳多樣性水平相當(dāng), 兩群體平均單倍型多樣性指數(shù)Hd為0.8828, 核苷酸多樣性指數(shù)Pi為0.0019。程飛等[9]基于10個微衛(wèi)星位點對江津地區(qū)野生群體(n=50)、宜賓珍稀動物研究所養(yǎng)殖群體(n=51)和四川內(nèi)江特種水產(chǎn)養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖群體(n=45)進行分析, 三個種群的平均觀測雜合度和期望雜合度分別為0.44、0.47、0.41和0.8、0.78、0.75, 認為人工養(yǎng)殖群體的增殖放流會降低野生群體的遺傳多樣性水平。

目前, 從分子水平上研究動物種間或種內(nèi)的遺傳變異和系統(tǒng)演化關(guān)系已成為必然趨勢。線粒體DNA(mtDNA)結(jié)構(gòu)簡單, 進化速率快, 多用于魚類系統(tǒng)發(fā)育和群體遺傳研究[10], 其中細胞色素b基因(Cytb)為重要的蛋白質(zhì)編碼基因。Cytb基因具有種間差異; 其序列易于獲得和檢測, 遺傳信息表達清晰; 在進化的過程中, Cytb基因序列變異速率適中, 在系統(tǒng)進化和分類研究、群體遺傳結(jié)構(gòu)研究等方面有很強的適用性[11,12]。除了何勇鳳等[8]2008年的文章外, 以巖原鯉的Cytb基因序列分析為基礎(chǔ)的遺傳多樣性研究尚無最新報道。甚至近10年來, 沒人利用重新采集的巖原鯉樣本進行遺傳多樣性方面的研究工作。而這十年中, 因金沙江水電梯級開發(fā)等因素, 長江上游水文形勢急劇變化, 巖原鯉的遺傳多樣性水平可能也隨之發(fā)生變化。那么巖原鯉種群的遺傳多樣性如何變化？現(xiàn)在應(yīng)該如何加強長江上游特有魚類保護工作？這些都是特有魚類資源保護中急切需要了解的問題。本研究基于Cytb基因序列分析, 對我國長江上游巖原鯉赤水群體和萬州群體2013—2017年間161尾樣本進行了分析, 以期為該魚的遺傳多樣性研究提供基礎(chǔ)資料,并為其物種資源的保護提供詳實可靠的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2013—2017年收集赤水和萬州2個采樣點的巖原鯉樣本161尾。本實驗所用樣本均為隨機采樣。野外樣本采集時以定置刺網(wǎng)捕撈為主, 同時對其形態(tài)進行初步觀察鑒定。將樣本保存于95%酒精中帶回實驗室, 樣本儲存于4℃的冰箱中, 并標注學(xué)名,編號, 日期, 保存于中國科學(xué)院水生生物研究所淡水魚類博物館。另外, 在GenBank中下載烏原鯉(P.mera, 登錄號為YP_009110302.1)的Cytb序列作為系統(tǒng)樹構(gòu)建的外類群。

1.2 基因組DNA提取

基因組DNA的提取采用高鹽抽提法[13], 提取過程中應(yīng)注意盡量減少DNA的降解, 避免非核酸類成分污染, 保證核酸樣品的完整性。DNA充分溶解后采用1%瓊脂糖(德國Biofroxx生產(chǎn))凝膠電泳檢測DNA濃度和質(zhì)量, 儲存于-20℃冰箱。

1.3 PCR擴增及測序

擴增巖原鯉Cytb基因的引物序列為L14724和H15915[14]。引物由上海生物工程有限公司合成。其中上游引物為L14724(5′-GACTTGAAAAACCAC CGTTG-3′, 下游引物為H15915(5′-CTCCGATC TCCGGATTACAAGAC-3′)。

PCR反應(yīng)體系(Transgene公司生產(chǎn))總體積為20 μL, 其中10×buffer 2.0 μL, dNTP (2.5 mmol/L)1.5 μL,Taq聚合酶0.3 μL, 正反向引物(10 μmol /L)各1 μL, DNA 1 μL, 其余體積用雙蒸水補足。PCR反應(yīng)程序為: 94℃預(yù)變性4min; 94℃變性45s, 54℃退火45s, 72℃延伸1min, 30個循環(huán); 72℃終延伸10min。

PCR產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測, 對目的條帶清晰的PCR產(chǎn)物直接送上海生物工程有限公司進行純化及序列測定, 為保證所測序列的可靠性,所有樣品均采用雙向測序。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

用CLUSTALX 1.81軟件[15]對mt DNA Cytb基因序列進行同源序列比對分析, Seaview[16]軟件輔以手工校正。

用Dnasp5.0軟件[17]進行單倍型數(shù)目、多態(tài)位點數(shù)目、單倍型多樣性、核苷酸多樣性指數(shù)和平均核苷酸差異數(shù)等主要遺傳多樣性統(tǒng)計值的計算;利用Tajima’sD[18]和Fu’sFs[19]中性檢驗分析兩個巖原鯉種群歷史上是否發(fā)生擴張。

用MEGA6.0[20,21]軟件計算核苷酸中的堿基含量, 計算轉(zhuǎn)換與顛換比值(transitions/transvertions,Si/Sv)及基于Kimura 2-參數(shù)模型校正的種群間遺傳距離和平均種群內(nèi)遺傳距離。利用MEGA6.0軟件,以烏原鯉為外類群, 采用最大似然法(Maximum Likelihood, ML) 構(gòu)建單倍型分子系統(tǒng)樹, 并對各分支進行2000次重復(fù)檢驗。

利用遺傳分化分析軟件Arlequin 3.11[22]計算出遺傳分化參數(shù)(Fst), 并利用分子變異分析方法進行AMOVA分析, 分析群體內(nèi)及群體間變異程度; 為驗證中性檢驗的結(jié)果, 采用曲線擬合的方式, 即核苷酸配對的可期望值和觀察值的曲線是否擬合, 通過兩個參數(shù)評估擴張的可靠性: SSD(Sum of Square Deviations)和r(Harpending’s raggedness index)[23];同時, 對于經(jīng)歷種群擴張的群體, 進一步估算種群擴張時間, 利用公式τ=2ut[24]計算,τ為Tau(種群擴張參數(shù)),u為每個世代每條序列的變異速率,t為每個世代種群的擴張時間; 其中u=2μk,μ為每個堿基的變異速率, 參照文獻[25], 采用1% per Myr (1×108),k表示序列長度(bp)。擴張時間T=t×世代時間,T值由Arlequin軟件計算得到。

2 結(jié)果

2.1 Cyt b序列分析

本研究獲得161條巖原鯉個體線粒體Cytb基因序列, 比對校正后序列長度為1012 bp。序列中無堿基的短缺或插入。161條序列檢測到18個變異位點,其中簡約信息位點11個, 單一突變位點7個, 總體變異較小。161條序列的平均堿基組成如下: T=27.9%,C=28.2%, A=30.2%, G=13.7%。所有Cytb基因序列的轉(zhuǎn)換和顛換均未達飽和, 轉(zhuǎn)換數(shù)明顯大于顛換數(shù),平均轉(zhuǎn)換/顛換比(Ti/Tv)比值為2.80。(A+T)含量(58.1%)大于(G+C)含量(41.9%), G的含量最低, 存在較強的堿基組成偏倚性, 符合線粒體蛋白質(zhì)編碼基因的特點, 與其他魚類線粒體DNA的研究結(jié)果相

似[26]。

2.2 遺傳多樣性

整個群體的單倍型多樣性(Hd)和核苷酸多樣性(Pi)分別為0.590和0.00132, 表現(xiàn)出較高的單倍型多樣性和較低的核苷酸多樣性(表 1)。在各地理群體中, 萬州群體120個樣本中單倍型個數(shù)為12, 單倍型多樣性指數(shù)為0.628, 核苷酸多樣性指數(shù)為0.00141;赤水群體41個樣本中單倍型個數(shù)為7, 單倍型多樣性指數(shù)為0.460, 核苷酸多樣性指數(shù)為0.00101。萬州群體表現(xiàn)出較高的單倍型多樣性和較低的核苷酸多樣性, 而赤水群體遺傳多樣性水平明顯低于萬州群體。如表 2、表 3所示, 2013年赤水群體遺傳多樣性水平最低, 2015年萬州群體遺傳多樣性水平最高; 隨著年份的增加, 萬州群體的單倍型多樣性和核苷酸多樣性均呈現(xiàn)逐年降低的趨勢, 但是赤水群體的單倍型多樣性和核苷酸多樣性呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。

2.3 分子系統(tǒng)進化

以Network軟件中接法構(gòu)建得到巖原鯉各單倍型網(wǎng)絡(luò)圖(圖 1)。所有161個樣本的Cytb基因序列共識別出15個單倍型。其中, 赤水(CS)種群41條序列共檢測到7個單倍型, 萬州(WZ) 種群120條序列共檢測到12個單倍型。種群間共享單倍型共4個,其中單倍型H-2在群體間都有分布且數(shù)量也大, 可能是原始單倍型, 其他單倍型直接或間接由單倍型H-2通過堿基突變發(fā)展而來。

表 1 基于Cyt b基因的巖原鯉群體遺傳多樣性分析Tab. 1 Genetic diversity of P. rabaudipopulations based on Cyt b gene

表 2 基于Cyt b基因的萬州不同年份巖原鯉群體遺傳多樣性分析Tab. 2 Genetic diversity of P. rabaudi in different years in Wanzhou based on Cyt b gene

表 3 基于Cyt b基因的赤水不同年份巖原鯉群體遺傳多樣性分析Tab. 3 Genetic diversity of P. rabaudiin different years in Chishui based on Cyt b gene

以烏原鯉為外類群, 利用鄰接法(Neighbor Joining, NJ)和最大似然法(Maximum Likelihood,ML)構(gòu)建單倍型系統(tǒng)發(fā)育樹。結(jié)果顯示兩種方法做出的系統(tǒng)發(fā)育樹拓撲結(jié)構(gòu)相似, 以ML樹為例(圖 2)。在15個單倍型中較為明顯的兩支: Hap3、Hap6、Hap8和Hap4聚為一支; Hap1和Hap14聚為一支。其他單倍型相互混雜, 各自聚為單系。其中單倍型Hap1、Hap2、Hap4、Hap5為共享單倍型, Hap3、Hap6和Hap7為赤水群體所特有, 其余Hap8、Hap9和Hap10等8個單倍型為萬州所特有。單倍型系統(tǒng)發(fā)育樹和網(wǎng)絡(luò)圖結(jié)果一致, 均未呈現(xiàn)明顯的地理分布格局。

圖 1 巖原鯉各單倍型間的進化網(wǎng)絡(luò)圖(灰色代表萬州群體, 黑色代表赤水群體)Fig. 1 Statistical parsimony network based on Cyt b haplotype frequencies of P. rabaudi (Gray means Wanzhou population and black indicates Chishui population)

圖 2 基于Cyt b基因序列構(gòu)建的巖原鯉單倍型ML樹Fig. 2 Phylogenetic tree of haplotypes by ML analysis based on Cyt b gene sequences

2.4 群體遺傳結(jié)構(gòu)

以Mega軟件的Kimura 2-parameter遺傳距離模型計算得到2個地理種群內(nèi)和種群間的遺傳距離。群體內(nèi)的遺傳距離顯示, 2個種群之間的遺傳距離為0.001; 各種群內(nèi)平均遺傳距離均為0.001。

使用Arlequin 3.11計算巖原鯉各地理群體間遺傳分化系數(shù)(Fst), 分析結(jié)果表明: 2個地理群體間沒有出現(xiàn)遺傳分化現(xiàn)象(Fst=0.01749,Fst＜0.05,P＞0.05)。DnaSP軟件分析單倍型數(shù)據(jù)所得兩個地理群體間的遺傳分化系數(shù) (Gst) 為 0.01002(P＞0.05),基因流(Nm)為24.71, 表明兩個地理群體間無分化,基因交流很頻繁。

采用Arlequin 3.11軟件對萬州群體和赤水群體進行分子變異分析(AMOVA)。分析結(jié)果顯示: 巖原鯉群體間的遺傳變異占1.75%, 群體內(nèi)的變異占98.25%(表 4)。由此可見, 分子之間的遺傳差異主要發(fā)生在群體內(nèi)的個體之間。

2.5 種群擴張

使用Dnasp軟件對2個群體所有的161個巖原鯉個體進行Tajima’sD檢驗和Fu’sFS檢驗結(jié)果見表 5。結(jié)果表明: Tajima’sD檢驗中赤水和萬州群體均為負值, 但均未達到顯著性水平(P＞0.05)。在Fu’sFS檢驗中, 萬州群體和赤水群體的FS值為負, 赤水群體未達到顯著性水平 (P＞0.05), 而萬州群體達到顯著性水平(0.01＜P＜0.05)。以上結(jié)果表明, 萬州群體可能經(jīng)歷了種群擴張事件。

使用Arlequin 3.11軟件基于堿基差異數(shù)繪制預(yù)期值和實際觀測值的擬合曲線(圖 3)。結(jié)果顯示萬州群體實際觀測結(jié)果與期望的假定模型吻合度較高。同時萬州群體的SSD值未達到顯著性水平; 粗糙指數(shù)r值較小且不顯著。以上結(jié)果均說明萬州群體出現(xiàn)種群擴張現(xiàn)象。

采用1% per Myr的突變速率, 本研究推算出萬州群體的大約擴張時間為0.15百萬年前。

表 4 基于Cyt b基因?qū)r原鯉不同地理群體的AMOVA分析Tab. 4 AMOVA analysis for P. rabaudi between two populations based on Cyt b gene

表 5 基于Cyt b基因的巖原鯉群體中性檢驗Tab. 5 Statistical tests for neutrality of P. rabaudi based on Cyt bgene

3 討論

圖 3 基于Cyt b基因的萬州群體(a)、赤水群體(b)堿基錯配分布圖Fig. 3 Mismatch distribution of P. rabaudi in Wanzhou (a) and Chishui (b) based on Cyt b gene

3.1 群體遺傳多樣性

遺傳多樣性是種群進化的基礎(chǔ), 能夠影響種群自身的長期生存能力[27]。通常高的遺傳多樣性會使物種擁有更強的抵御不良環(huán)境的能力和進化的潛力, 遺傳多樣性對物種的演化和保存有重要意義[28]。本研究中2015—2017年萬州群體的單倍型多樣性和核苷酸多樣性逐年降低, 而2013—2017年赤水群體的單倍型多樣性和核苷酸多樣性逐漸升高。程飛等[9]指出人工繁殖巖原鯉群體的放流會造成野生群體遺傳多樣性的下降, 萬州群體遺傳多樣性水平總體呈現(xiàn)下降趨勢, 這可能是由于萬州地區(qū)近年來頻繁的巖原鯉人工增殖放流造成的。2013—2017年間重慶萬州曾多次開展增殖放流活動。其中萬州段長江流域水域2013年放流較大規(guī)格的巖原鯉等8種魚類, 共計502.83萬尾(萬州區(qū)增殖放流項目);2015—2017年放流不同規(guī)格的巖原鯉等7個種(類),共計1784萬尾(萬州區(qū)魚類增殖放流項目)(數(shù)據(jù)來源于三峽后續(xù)工作規(guī)劃魚類增殖放流項目實施效果評價報告, 國務(wù)院三峽辦移民管理咨詢中心和水利部中國科學(xué)院水工程生態(tài)研究所于2017年12月編; 未公開資料)。我們通常在每年5月份和10月份進行萬州漁獲物調(diào)查和分子樣收集工作。其中發(fā)現(xiàn)是有小部分巖原鯉個體與放流巖原鯉個體大小相近。因此作出“遺傳多樣性降低可能是增殖放流引起的”的推斷。赤水種群遺傳多樣性總體呈上升趨勢, 可能是赤水群體原有群體遺傳多樣性水平較低, 但是隨著地理群體間頻繁的基因交流, 赤水群體遺傳多樣性水平慢慢升高。從線粒體DNA分析的結(jié)果來看, 與長江上游其他特有物種相比, 如厚頜魴[29](單倍型多樣性和核苷酸多樣性分別為0.673和0.00446)、半?[30](單倍型多樣性和核苷酸多樣性分別為0.895和0.00487), 巖原鯉的單倍型多樣性和核苷酸多樣性值均相對較小, 群體的遺傳多樣性水平還較低。

國內(nèi)關(guān)于巖原鯉線粒體基因遺傳多樣性的研究較少, 特別是近十年來沒有相關(guān)研究工作。本研究中樣本采集時間為2013—2017年, 覆蓋了中間大部分空缺時間。結(jié)合2008年之前的基于線粒體序列的遺傳多樣性研究資料: 宋君[5]根據(jù)mtDNA控制區(qū)核苷酸序列得出巖原鯉群體的單倍型多樣性指數(shù)Hd為0.736, 核苷酸多樣性指數(shù)Pi為0.0036; 朱成科等[7]根據(jù)mtDNA控制區(qū)核苷酸序列得出巖原鯉群體的單倍型多樣性指數(shù)Hd為0.857, 核苷酸多樣性指數(shù)Pi為0.00472; 何勇鳳等[8]根據(jù)mtDNACytb序列得出巖原鯉群體的單倍型多樣性指數(shù)Hd為0.8828, 核苷酸多樣性指數(shù)Pi為0.0019。本研究中2個地理群體整體的單倍型多樣性和核苷酸多樣性分別為0.590和0.00132, 可以發(fā)現(xiàn)長江上游巖原鯉群體的遺傳多樣性整體上呈下降趨勢。其原因可能是: (1)巖原鯉的自然繁殖率低, 自然分布區(qū)域有限, 本身在自然界中的資源就偏少。(2)過度捕撈和非法捕撈, 如使用電動捕魚機和網(wǎng)眼密集的漁網(wǎng),嚴重破壞了自然資源。段辛斌等[31]指出, 與水庫蓄水前相比, 現(xiàn)在漁船數(shù)量增加, 捕撈強度增加, 捕撈效率顯著提高。三峽庫區(qū)漁業(yè)資源呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢, 過度捕撈是造成這一現(xiàn)象的主要原因。過度捕撈在一定程度上導(dǎo)致了水庫魚類資源的減少, 其中包括巖原鯉種群[32]。(3)水體污染和非法采砂嚴重影響巖原鯉的生存環(huán)境, 這種環(huán)境的持續(xù)變化不利于巖原鯉種群的生存, 直接造成資源量減少、遺傳多樣性下降。

之前宋君[5]曾十分全面地對2003—2005年合江(采自長江支流;Hd為0.667,Pi為0.0026), 通江(渠江;0.750, 0.0029), 蒼溪(嘉陵江; 0.758, 0.0032), 木洞(長江干流; 0.933, 0.0051), 習(xí)水(長江支流; 1.000,0.0056), 北碚(嘉陵江; 0.250, 0.0014)六個群體共50尾野生巖原鯉個體進行線粒體控制區(qū)序列分析。而在本文章中涉及的地理群體分別為2013—2017年赤水群體(0.460, 0.00101)和萬州群體(0.628,0.00141)。一般來講, 魚類線粒體基因組中控制區(qū)的進化速率最快[33]。2003—2005年, 除了北碚群體其他五個群體的單倍型多樣性較高, 且有兩個群體(木洞、習(xí)水群體)也具有較高的核苷酸多樣性。但是在2013—2017年, 赤水群體的單倍型多樣性和核苷酸多樣性都是較低的, 同時萬州群體的單倍型多樣性和核苷酸多樣性水平(Cytb水平)同之前年份的數(shù)據(jù)(D-Loop水平)來看也是相對較少的。后面我們可以進一步利用線粒體控制區(qū)序列來比較兩個時間段的遺傳多樣性差異。

3.2 群體遺傳結(jié)構(gòu)

遺傳距離的大小指示著遺傳變異水平的高低,也代表著樣本親緣關(guān)系的遠近。本研究中巖原鯉2個地理群體間遺傳距離為0.001, 遠遠小于0.05, 根據(jù)Shaklee[34]的結(jié)果, 說明巖原鯉群體間的遺傳分化極低; 兩個地理群體的群體內(nèi)平均距離也很小, 也說明無論是群體間的序列差異還是群體內(nèi)部的差異都是很少的。

群體分化系數(shù)(Fst)是一個反映種群遺傳分化水平的重要參數(shù), 常用來表示兩個群體間的基因流和遺傳漂變的程度。固定系數(shù)(Fst)值一般和群體的遺傳分化程度呈正相關(guān)。本研究Fst值為0.01749且不顯著, 按照Wright[35]分類標準,Fst值小于0.05, 說明2個巖原鯉群體間不存在遺傳分化。

分子方差分析結(jié)果表明大部分的遺傳變異來自群體內(nèi), 說明巖原鯉群體間差異不顯著, 群體間的差異遠小于群體內(nèi)的差異。本研究基因流值(Nm=24.71)較大, 按照Allwndorf[36]結(jié)果: 說明2個群體間基因交流很頻繁, 也進一步說明巖原鯉群體間未出現(xiàn)分化。

ML系統(tǒng)樹進化分析和單倍型網(wǎng)絡(luò)圖表明2個巖原鯉群體的單倍型相互混雜, 群體之間并沒有明顯的地理分布格局, 其中萬州群體中單倍型形成單系較多, 這個結(jié)果可能是由于萬州群體的樣本數(shù)量較多。

綜合看來, 赤水和萬州群體在總體上并未出現(xiàn)遺傳分化, 我們的采樣點位于重慶市萬州區(qū)長江干流部分和貴州省赤水市赤水河支流部分, 兩個地點之間并未建造大壩或存在其他阻隔, 因此兩者之間存在較廣泛的基因交流, 應(yīng)作為一個整體進行資源保護。

3.3 種群歷史動態(tài)

本研究中2個地理群體的整體單倍型多樣性和核苷酸多樣性分別為0.590和0.00132, 說明整個巖原鯉地理群體具有高的單倍型多樣性(Hd＞0.5)和低的核苷酸多樣性 (Pi＜0.5%), 根據(jù)Grant等[37]結(jié)果, 我們猜測巖原鯉種群曾受到環(huán)境急劇變化的影響發(fā)生瓶頸效應(yīng), 使得一個原本有效種群數(shù)量較小的種群在經(jīng)歷快速擴張后, 種群能夠快速增長并獲得突變積累, 但核苷酸變異所需要的時間往往大于單倍型突變積累所需要的時間, 因此形成了高Hd和低Pi模式。

Tajima’sD與Fu’sFs中性檢驗是較常用的兩種檢驗顯著偏離中性突變的方法。負的Tajima’sD值和差異顯著性被認為群體在歷史上有擴張的跡象,Fu’sFs中性檢驗是建立在溯祖理論基礎(chǔ)上的中性檢驗, 對于經(jīng)歷過擴張的種群, Fu’sFs也為顯著的負值。萬州群體表現(xiàn)為與中性進化偏離的顯著性差異, 說明萬州歷史上曾發(fā)生過種群擴張。而赤水群體符合中性假設(shè), 說明歷史上赤水巖原鯉群體相對穩(wěn)定, 未受到外部環(huán)境的強烈干擾。

3.4 巖原鯉種群的保護

本研究基于Cytb基因序列研究巖原鯉不同地理群體的遺傳多樣性, 探討了2個地理群體間近期的遺傳多樣性變化趨勢, 旨在揭示長江上游巖原鯉資源現(xiàn)狀, 為其今后的保護與開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為長江上游魚類的生物多樣性保護提供詳實可靠的科學(xué)資料。2個巖原鯉群體處于遺傳多樣性水平不高、遺傳分化尚未形成的階段, 其中赤水市赤水河巖原鯉群體單倍型多樣性和核苷酸多樣性不高,低于萬州群體。據(jù)調(diào)查, 在赤水河和長江干流中,巖原鯉漁獲量逐漸減少, 處于易危狀態(tài)。

巖原鯉作為長江上游特有魚類和重要經(jīng)濟魚類, 近年來種群資源急劇下降。因此, 從現(xiàn)在開始應(yīng)該進一步加強長江上游巖原鯉種質(zhì)資源的調(diào)查收集和遺傳背景的研究, 及時了解巖原鯉種群的遺傳多樣性和分化程度。同時, 還需要規(guī)范長江上游漁業(yè)管理體系, 禁止過度捕撈, 特別是對一些資源現(xiàn)狀比較嚴峻的特有魚類進行保護。最后, 對優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源進行人工繁殖和增殖放流, 以促進基因交流保證較高的遺傳多樣性和種群活力。等到巖原鯉的遺傳多樣性水平恢復(fù)到正常水平、種質(zhì)資源復(fù)壯后, 我們可以對其合理利用, 適當(dāng)?shù)赝斗诺绞袌霭l(fā)揮其作為經(jīng)濟魚類的重要價值。當(dāng)前赤水和萬州2個地理群體既要作為一個整體單元去保護,同時也要考慮各地的生境特征和水文變化來制定合理的保護措施。

致謝:

衷心感謝中國科學(xué)院水生生物研究所魚類生態(tài)學(xué)與資源保護學(xué)科組辛苦采樣的工作人員, 感謝俞丹博士對文章提出寶貴的修改意見！