全 文 ：第28卷第6期 生 态科 学 28(6)：528-53l
2009年12月 EcologicalScience Dec．2009
华南3个赤眼鳟群体Cytb基因的遗传变异
赵 爽，乐小亮，章群+
暨南大学水生生物研究所，广州 510632
【摘要】 测定了珠江和韩江3个群体2l尾赤眼鳟线粒体细胞色素b基因1029bp序列片段，发现11个单倍型，14个
变异位点。韩江群体单倍型多样度h(O．464)和核苷酸多样度氕(O．00097)较低，珠江水系左江和郁江群体较高
(h=O．929．1，，【=0．0236．0．0 69)。在邻接树上不同地理来源的个体混杂，没有明显的谱系结构和地理聚群。Fst值和
AMOvA分析亦显示珠江与韩江群体之间没有显著遗传分化。单倍型网络图呈星状结构，中性检测1萄im’sD和Fu’sF
均为显著负值，核苷酸不对称分布分析里单峰模式，说明华南赤眼鳟群体可能在晚更新世(164．66＆lBP)曾经历过种群的
快速扩张。
关键词：赤眼鳟；细胞色素b基因；遗传变异
doi：10．3969／j．issn．1008．8873．2009．06．008中图分类号：Q173文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2009)06—528-04
Geneticvariationofmitochondrialcytochromebof3Sg阳口踟西口，6朋sc脚，，记掰Z瑚
populationsinS uthC ina
zHAOShuaIlg，YUEXiao—liang，ZHANGQ吼宰
Insnmte影碲drobiolo斟，Jinan洳iverS渺，G斟nngzhou5l0632．Chim
Abstract：oneh 憾aImandtwen哆ninebpsequenceofpanialm tochon血alcytochromebgenof2lindiVidualsr印re 曲ting2
populationsinthePearlmver(PR)system锄d1populationinH柚mver(HR)inSouthC ina、Vassequcnced，柚d1lh印lotypes
粕d14variablesitcsweredetectcd．H印lot”ediVcrsit)r(h)锄dnucleotideiVersi移(兀)weremuchlowerinpopulation劬mHR
(h=0．464柚d冗：0．00097)th觚thoseinpopulations丘．omzuojiangandY．uji锄gintllePRsystcm(h=0．929-1，丌20．0236-O．0369)
Individuals丘0mdi行旨％tlocationsjn eighbor-joining仃eewerei te：栅inedshowingneitllerg nealo萄calnorgeo铲aphic
clusters．Pai朋isecomp撕sonofFst舳dAMOVA锄alysisindicatedtllatthere、豫snosi弘ific柚tg衄eticdiVergence锄ong3
populations．Asexpected丘Dmstar-likenetwofks，FstcstandT萄iIIm’sDtestsofwholepopulationwercsignific柚tlynegatiVe，
粕dmismatchdistributionswereu imodal，indicatingaPleistocenepopulationexp锄sionata_boutl64000—66000KaEIP．
1(eywords：勋阳，fD施而淞删州删如岱；cytochromeb；geneticV撕ation
收稿日期：2009一10．10收稿，2009．12．10接受
基金项目：国家自然科学基金(30770415、40106014)、留学归国人员科研启动基金(2005)资助项目
作者简介：赵爽(1980一)。男，湖南浏阳人，硕士，主要研究方向为分子生态学
’通讯作者：章群．E．mil：螂Ehang@jnu．edu．∞
万方数据
l 前言(IntrDduction)
赤眼鳟(趵甜讲fD6口而螂cl|州c甜如曲为中国东部及
越南与朝鲜特有的单型属鱼类，鲤科(Cyp抽idae)雅罗
鱼亚科(Leuciscinae)，生长快，食性广，适应性强，
是长江和珠江等水系主要渔获物之一和重要养殖品
种【l】。近年来由于江河污染、拦河筑坝和过度捕捞，
中国江河渔业资源日益衰减【2】。遗传多样性是物种繁
衍、抵抗疾病和适应环境变化的物质基础；遗传结构
是物种遗传变异的时空分布格局，与物种进化历史和
生物学特性等密切相关。了解种群的遗传变异是评估
资源现状，制定野生种群进行保护与恢复策略，实施
养殖种群种质的遗传改良重要前提【3】。目前，华南水
系赤眼鳟遗传多样性研究尚未见于报道。
线粒体DNA具有进化速度快、母系遗传、几乎
不发生重组等特点14J，是研究动物遗传变异的良好标
记。线粒体细胞色素b基因(Cytochromeb，Cytb)广泛
应用于种内与种间遗传变异研究【5J。本文分析了珠江
及韩江水系3个赤眼鳟群体的Cytb基因的遗传变异，
以期揭示其遗传多样性的时空分布，为赤眼鳟资源保
育和种质改良等提供背景资料。
2材料与方法(MateriaIsandMethods)
2．1 材料来源、DNA提取与PcR扩增和测序
21尾赤眼鳟样品于2005年7月~2007年11月间
采自西江水系上游的左江(zJ，西龙州县)、郁江(YJ。
西横县)以及韩江(HJ，浦县和潮州市)，均从沿江
小型渔船上购买野生鱼类，用95％的酒精保存。DNA
提取、PCR、序列测定参照任岗等16J。
2．2数据处理
测定的序列经人工校对后，用ClustaIX1．83进行
序列比对【7】；MEGA4．o计算核苷酸组成和变异以及
转换和颠换值，采用Ⅺmura2-par锄eter(K2一p)模
型构建单倍型邻接树，1000次bootsn．ap计算支持率
【8】。用DNAsP4．50统计群体单倍型多样度(haplo咖e
diversi吼h)、核苷酸多样度(nucleotidediversi饥丌)【9】。
AdequiIl3．1l软件计算两两间Fst值，进行分层
AMOVA分析，均采用l000次置换分析其统计学显
著性【101。以Tcs软件建立网状亲缘关系【1l】。以
mlequin3．11软件计算T萄ima’sD和Fu’sFS值，进
行核苷酸不对称分布分析，获得T值；用公式t=2ut
估算种群扩张时间‘121，其中T是扩张时间参数；
u-2咄，斗为cytb基因的变异速率，采用(1‰2．5％)
／百万年㈣，k表示序列长度；t表示自扩张以来所经
历的代数；扩张时间T=t×代时。
3 结果与分析(ResuItsandanaIysis)
3．1 赤眼鳟Cytb基因的序列特征及遗传变异
在长度为1029bp的cytb基因序列片段中，T、
C、A、G平均含量分别为26．8％、29．6％、29．2％、
14．4％；在密码子3个位点中，第l位4种碱基频率相
近；第2位中T最高(41．1％)，G最低(13．4％)；第
3位中A最高(43．1％)，而G只占4．4％；碱基组成表
现出明显的反G偏倚，与多种硬骨鱼类相似【141。在21
个序列中发现转换位点为14个，无颠换，其中6个简
约信息位点，符合同种鱼类中线粒体基因转换远高于
颠换的特征【l4|。变异位点中有12个位于密码子第3位，
且简约信息位点全位于密码子第3位。在所编码蛋白
质的氨基酸序列中，只有郁江1个体的1个位点发生
变异(263位缬氨酸Val突变为异亮氨酸Ile)。
各群体及总体遗传多样性参数如表1，郁江群体
的单倍型多样度(h=1)及核苷酸多样度(Ⅱ=0．00369)
均最高，韩江群体h=0．464及丌=o．00097均最低。
与相同水系宽鳍缀(珠江：h_0．823，丌=0．0027；韩
江：h：o．912，Ⅱ=0．0039)、马口鱼(珠江：h=O．953，Ⅱ
=0．033：韩江：h=0．902，丌=0．0733)、中间黄颡鱼(西
江：h=0．556，Ⅱ=o．00383)相比115‘16|，韩江群体遗传多
样度较低，珠江群体遗传多样度相近。
表l赤眼鳟群体样本数、单倍型数，变异位点，单倍型多样
性(h)、核苷酸多样性(Ⅱ)
’I．ab．1 Squaliobarbuscu ricuIuspOpulationname，sample
size， numberOf hapIotypes，VariabIesites，haplotype
diversity(h)’nucleotidediVersi y(Ⅱ)．
万方数据
3．2赤眼鳟遗传结构及种群历史动态
3个群体21个个体共有单倍型11个，其中左江
2个体与韩江6个体共享单倍型H5，单倍型Hl和
H3为左江和郁江群体共享，其他单倍型为各群体所
特有。在lQ—p模型构建的邻接关系树(图1)中，
不同地理来源的单倍型散乱无序地分布于各分枝，没
有发现明显地理聚群和明显的谱系结构。
左江郁江韩江
ZJ YJ HJ
图l基于K2．p模型建立的赤眼鳟Cytb基因单倍型邻接树
及各单倍型在3个群体中的分布。各分支上的数字为
bootstrap1000次所得到的支持率。
Fig．2NJtreeOfllhapIotypesusiⅡgKmura-2parameter
modelandtheirmstributionsin3popuIatio酗ofS．curriculus．
Numbersateachbranchindicatebootsn‘approponionsin
supportfthea‘巧acentnode(1000iterations)
利用AflequiIl计算出韩江与左江、郁江群体之间
的Fst值分别为．0．016(p=0．70)、0．135(p=0．10)，
左江与郁江群体之间的Fst值为．O．003(p=0．45)，显
示赤眼鳟3个群体间没有显著分化【l71。根据样品来源
将赤眼鳟群体划分为西江组(包括左江和郁江群体)
和韩江组(韩江群体)进行分层AM0vA分析，结
果显示组间分子差异占一2．45％(p=0．68)，组内群体
间分子差异为5．08％(p=0．45)，97．37％的分子差异
位于群体内部。两两群体间Fst值及分层√蝴OVA分
析说明3个赤眼鳟群体间存在广泛的基因交流。
单倍型关系网络图(图2)呈星状(star-like)结构，
1个主体单倍型(H5)位于网络图的中心，各群体单
倍型均匀分布，没有表现出地理结构，提示研究区域
内的赤眼鳟曾发生过种群扩张。将所有个体作为一个
总群体，进行TajiIIla’sD中性检验得D=一1．545
(p=0．043)，Fu’sFS中性检验得FS=一5．196
(p=0．002)，结果均显著偏离中性；核苷酸不配对分
布(图3)呈单峰类型，表明华南地区的赤眼鳟经历过
快速扩张[12】。根据T的观测值2．246，代时为3(赤
眼鳟3龄普遍性成熟⋯)，可估计出赤眼鳟种群扩张
时间约为O．164~0．066百万年前，大约发生在更新世的
晚期。
图2赤眼鳟Cytb基因序列单倍型网状亲缘关系图
Fig．2 Minimumspanningnetworksshowedgenetic
relationshipamonghaplotypesofCytbgenefbrS．curriculu
图3赤眼鳟Cytb基因序列核苷酸不配对分布图
Fig．3Themismatchdistributionf．ortheCytbgeneof
S．cur—cuIus．
4讨论(Discussion)
过度捕捞导致种群数量的减少和拦河筑坝导致
的生境的片段化会对赤眼鳟的遗传多样性造成一定
影响。但由于西江比韩江流域面积大，种群数量多，
水系网更复杂，能为鱼类的生存和发展提供更多栖息
地和避难所，保留了较高的遗传多样度，而韩江群体
遗传多样度较低。
左江和郁江一脉相承，赤眼鳟的漂浮卵、幼体和
1
1
E
．8
1
1
1
1
1-5
1
2
1
1
2
1
—8
O
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一●
l
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8
2
4
6
1
7
5
3
9一削～～～～～～一～～～～一一
万方数据
成体都能随水流作较长距离的迁徙，因此容易解释左
江和郁江赤眼鳟群体之间没有遗传分化。 陈宜瑜等
认为珠江和韩江在鱼类分布格局上属于不同区系(珠
江水系属一单独区系，韩江水系与其它东南沿海及台
湾属于一区系)【l8】；林宏都研究宽鳍缀，马口鱼等鱼
类亲缘地理学时发现，珠江和韩江的群体分别属于不
同的单系群(Clade)，认为莲花山是珠江与韩江等东
南沿海水系的重要地理屏障[151。在本研究中赤眼鳟西
江群体和韩江群体间无显著的遗传分化，其原因可能
如下：在晚更新世(126．10KaBP)期间，地球气候
剧烈的波动导致海平面经历多次大幅度的下降，在末
次冰盛期一度下降130～150m，我国沿海大陆架曾大
面积露出【l刿：在此期间，韩江和西江可能一度相通；
冰期后，各种鱼类再次向北方扩散，形成现在的遗传
格局。另外韩江与珠江水系的东江相隔较近，人类用
于灌溉的水利设施的建设，洪水的泛滥使两水系之间
具有很强适应能力和迁移能力的赤眼鳟群体产生交
流；养殖业的发展也可能加强了苗种的交流。
遗传多样度的减低将导致种群生殖健康度下降，
抵抗外界疾病和环境变化干扰的能力下降pJ，因而韩
江赤眼鳟种群存在潜在的危险。考虑到两条水系之间
没有形成明显的地理分化，建议重点保护西江赤眼鳟
群体，并可将西江上游的赤眼鳟苗种引入韩江水系以
丰富其遗传多样度。赤眼鳟广泛分布于我国各大水
系，要更深层次的反映其亲缘地理格局和种群的历史
动态，有待进一步采样研究。
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万方数据
华南3个赤眼鳟群体Cytb基因的遗传变异
作者： 赵爽， 乐小亮， 章群， ZHAO Shuang， YUE Xiao-liang， ZHANG Qun
作者单位： 暨南大学水生生物研究所,广州,510632
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2009,28(6)

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