全 文 ：·研究报告·
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2012年第1期
收稿日期 : 2011-06-27
基金项目 : 上海市高校优青科研专项基金项目 （SSC-09016）, 博士启动基金项目 （A-2400-09-0144）, 福建省海洋与渔业局重点项目（闽海渔
2007015）
作者简介 : 牛东红 , 女 , 讲师 , 研究方向 : 水产动物种质资源与遗传育种 ; E-mail: dhniu@shou.edu.cn
通讯作者 : 李家乐 , 博士 , 教授 ,E-mail: jlli@shou.edu.cn
缢蛏种群遗传多样性的周年变异分析
牛东红1 刘达博1 陈慧2 冯冰冰1 林国文2 李家乐1
（1上海海洋大学水产与生命学院，上海 201306; 2福建省闽东水产研究所，宁德 352100）
摘 要： 利用线粒体 COI 标记分析了福建省宁德市漳湾镇横屿村滩涂 5 个月份缢蛏群体（S3，S5，S7，S9，S11）的遗传
结构，以期评估不同月份时期种群的遗传多样性差异。基于线粒体 COI 基因的结果表明，5 个缢蛏群体的平均核苷酸差异数位于
2.7836-3.6894 之间，核苷酸多样性指数位于 0.0050-0.0066 之间，遗传多样性水平大致表现为 S3 和 S5 群体较高于 S7 和 S9 群体，
明显高于 S11 群体。AMOVA 分析结果显示，群体间遗传变异量占总变异的 7.18%，而群体内变异达到了 92.82%，说明遗传差异
主要来自于群体内部。由此可见，从 3 月份到 11 月份，缢蛏群体的遗传多样性水平呈现出下降趋势，尤其是在 11 月份，差异最
为明显。
关键词： 缢蛏 遗传多样性 遗传分化 线粒体 DNA
Genetic Diversity of Sinonovacula constricta Populations in One Year
Niu Donghong1 Liu Dabo1 Chen Hui2 Feng Bingbing1 Lin Guowen2 Li Jiale1
（1College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306; 2Mindong Fisheries Research Institute, Ningde 352100）
Abtract: The genetic diversity of 5 populations （S3, S5, S7, S9, S11） of Sinonovacula constricta from Hengyu county, Zhangwan town,
Fujian province were estimated using mtDNA-COI. Based on mtDNA-COI, the values of average number of nucleotide differences （K） were
from 2.7836 to 3.6894 and the values of nucleotide diversity （P） were from 0.0050 to 0.0066. It indicated that the genetic diversity of S3 and S5
populations were higher S7 and S9 populations, and the lowest is S11 population. AMOVA showed that the major variance （92.82%） was within
population variance and the rest （7.18%） was due to among population variance. Therefore, the diversity of S3 and S5 populations were higher
than that of S11 population.
Key words: Sinonovacula constricta Genetic diversity Genetic diversity mtDNA
遗传多样性主要是指种内不同群体和个体间的
遗传多态性程度，其普遍存在于许多物种内 , 自然选
择和遗传漂变能够改变基因频率在时间和空间上的
分布［1］。生态学家认为遗传变异对种群调节中具有
重要意义，当种群在快速增长期内，自然选择作用较
弱，种群内遗传变异增加，而当种群达到一定密度
时，自然选择作用加强，种群内遗传变异减少。因
此，种群数量通过自然选择压力和遗传组成的改变，
必然为种群数量的减少铺平了道路［2］。而关于水产
动物种群遗传多样性的研究，主要集中在对空间遗
传结构的分析，而对种群在时间上的变化关注较少。
缢蛏（Sinonovacula constricta Lamarck）属于竹
蛏科缢蛏属，广泛分布于我国沿海，在浙江和福建
一带已有数百年的养殖历史，是我国四大养殖贝类
之一。由于线粒体 DNA 具有较快的进化速度，在
水产动物的群体遗传结构的检测中得到了广泛的应
用［3-6］。因此，本研究以不同月份的缢蛏群体为研
究对象，利用线粒体 COI 序列分析其遗传多样性的
周年变化规律，为进一步群体遗传多样性的差异分
析提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料
试验所用材料分别于 2008 年 3 月份（S3），5
2012年第1期 169牛东红等 ：缢蛏种群遗传多样性的周年变异分析
月份（S5），7 月份（S7），9 月份（S9），11 月份（D11）,
在福建省宁德市漳湾镇横屿村（N26.41 ；E119.37）
滩涂进行定点随机采集一龄缢蛏样本，并活体运输
到实验室，将其外套膜组织固定于无水乙醇中保存
备用。
1.2 方法
1.2.1 基 因 组 DNA 提 取 每 个 样 本 取 0.5 g 外 套
膜组织剪碎后，加入 500 μL 组织匀浆缓冲液（10
mmol/L Tris-HCl, pH8.0; 50 mmol/L EDTA, pH8.0），混
匀后加入终浓度为 1% 的 SDS 和 200 μg/L 的蛋白酶
K，55℃消化澄清。用等体积的酚 氯仿 异戊醇（25
24 1）提取 2 次，然后加入 2 倍体积预冷的无水乙
醇沉淀，70% 乙醇洗涤两遍后干燥，TE 溶解。紫外
分光光度计测定样品 DNA 的 OD260、OD280 值，确定
其浓度和纯度，母液置于 -20℃保存。
1.2.2 线粒体 COI 序列分析 COI 序列的扩增引物 ：
LCO1490 ：5-GGTCAACAAATCATAAAGATATTG
G-3，HCO2198 ：5-TAAACTTCAGGGTGACCAAAAA
AT CA- 3 ［7］，由上海生工生物工程技术有限公司合
成。PCR 反应程序 ：94℃预变性 3 min，进行 35 个
循环 ：94℃变性 30 s，50℃退火 30 s，72℃延伸 1
min， 最 后 72 ℃ 延 伸 10 min。PCR 反 应 体 系 为 25
μL， 含 10×Buffer 2.5 μL，Mg2+ 2.0 mmol/L，dNTP
0.2 mmol/L，Taq DNA 聚合酶 1 U，上下游引物各 0.2
μmol/L，模板 DNA 50-100 ng。PCR 扩增产物经 1.5％
琼脂糖凝胶检测，EB 染色，于凝胶成像系统 （Vilber
Lourmat）下观察并拍照记录。PCR 产物的纯化和测
序工作由上海生工生物工程技术有限公司完成。
利用 Bioedit 7.0 ［8］进行 DNA 序列的编辑、校对
和排序，ClustalW 进行同源比对。利用 DNASP4.0［9］
计算群体单倍型（Haplotype number, H），单倍型多
样性（Haplotype diversity, Hd），平均核苷酸差异数
（Average number of nucleotide differences, K）和核苷
酸多样性（Nucleotide diversity, P）、变异位点（Mutation
site, S）和基因流（gene flow, Nm）。序列变异的方差
分 析（AMOVA） 采 用 ARLEQUIN 3.0［10］ 计 算， 并
利用其中的分子变异分析方法估算遗传变异在群体
内和群体间的分布及遗传分化系数（FST），利用排
列测验法（Permutation test）检验 FST 的显著性（重
复次数为 1 000）。
2 结果
2.1 COI序列变异分析
5 个缢蛏群体的遗传多样性结果（表 1）显示，
各个群体的单倍型多态性均高于 0.900，平均核苷酸
差异数在 2.7 836-3.6 894 之间，核苷酸多样性指数
位于 0.0 050-0.0 066 之间，多态位点数位于 12-21
之间，遗传多样性水平大致表现为 S3 和 S5 较高于
S7 和 S9 群体，明显高于 S11 群体。
群体 （GP） 个体（N） 单倍型（NHap） 单倍型多态性（Hd） 多态位点数（S） 平均核苷酸差异数（K） 核苷酸多样性指数（P）
S3 18 13 0.9411 18 3.5032 0.0063
S5 20 16 0.9684 21 3.6894 0.0066
S7 17 14 0.9705 18 3.2720 0.0059
S9 19 15 0.9565 19 3.2163 0.0058
S11 19 14 0.9649 12 2.7836 0.0050
TOTAL 93 50 0.9586 45 3.5014 0.0063
表 1 缢蛏群体线粒体 COI 基因片段的遗传多样性参数
2.2 群体间遗传分化
AMOVA 分 析 结 果 显 示（ 表 2）， 群 体 间 遗 传
变异量占总变异的 7.18%，而群体内变异达到了
92.82%，说明遗传差异主要来自于群体内部。群体
间存在着不同程度的遗传分化和基因交流，表现为
S3，S5 和 S11 群体之间，S7 和 S9 群体之间不存在
显著分化（表 3）。
3 讨论
关于群体遗传多样性在时间动态上的研究，主
要集中在植物和陆地动物上［11, 12］，在水生动物时间
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第1期170
动态上的群体遗传研究，也主要是分析亲代和子代
之间［13］，不同历史时期之间样本的遗传差异［14, 15］，
而往往忽视了种群在周年内的遗传变异。
缢蛏属于底栖贝类，体外受精，每次产卵量可
以达到百万粒，在初期经过短暂的浮游幼虫期，一
年即可达到性成熟。关于缢蛏群体遗传多样性在时
间上的变异仍未见报道。本文研究了缢蛏在不同月
份时期群体遗传变异，基于线粒体标记结果表明，5
个群体核苷酸多样性指数分别介于 0.0050 （S11）－
0.0 066 （S5）之间，呈现出下降的趋势。如果将 5
个群体大致分为 3 个时期，分别为Ⅰ期（S3 和 S5），
Ⅱ期（S7 和 S9）和 Ⅲ期（S11），那么 3 个时期群
体间存在着一定差异，大致表现为从Ⅰ期到Ⅲ期，
群体遗传多样性水平呈现下降趋势，尤其在Ⅲ期表
现较为明显，这一结果与陆地动物大仓鼠和植物厚
壳桂的研究结果相似［13,16］。同时支持了 Ford 假说，
说明种群繁殖出的幼体遗传多样性高 , 其中有遗传
质量好的 , 也有遗传质量差的，但在生存过程中，
随着选择压力的作用，种群趋于适应，与环境不相
适应的类型遭到淘汰，低质的幼体由于自然选择压
力的增加而从种群中消失，致使群体多态性随着时
间的推移而逐渐降低［13］。
遗传分化系数是反映各亚群间遗传分化的重要
指标，若群体 FST 值在 0-0.05 之间，则表明其各亚
群间代表轻度分化 ；若 FST 值在 0.05-0.15 之间，为
中度分化 ；若 FST 值在 0.15-0.25 之间，则为高度分
化［17］。本研究中 5 个群体间表现为不同程度的遗传
分化，基于线粒体标记结果表明 S3，S5 和 S11 群体
之间以及 S7 和 S9 群体之间分别不存在显著分化，
揭示出 S3 与 S7、S9 群体亲缘关系较远。这种遗传
上的差异，可能与不同温度条件有一定相关性，不
同的温度条件对群体遗传上产生了一定的适合选择，
从而导致遗传分化。这种分化模式支持遗传结构受
时空的选择压力而产生适应性的观点［1］。
由此可见，对于一龄缢蛏在不同生长阶段具有
一定的遗传变异，因此在比较分析群体遗传多样性
的时候，要尽可能采用同一生长阶段的群体。此外，
若能够积累到不同历史时期的样本，将能够更好的
研究缢蛏在经历时间的变迁过程中遗传多样性的变
化趋势，从而了解历史动态变迁，这不仅可以预测
缢蛏物种将来的遗传结构，同时也能够说明环境的
变化，分析环境和物种遗传结构之间的相关性。
4 结论
本研究利用线粒体 COI 标记分析我国一龄缢蛏
在周年内的群体遗传多样性水平，从 3 月份到 11 月
份，缢蛏群体的遗传多样性水平呈现出下降趋势，
尤其在 11 月份遗传差异最为明显，揭示了缢蛏群体
具有时间水平上的遗传差异，这一结果为进一步研
究缢蛏在时间和空间水平的群体遗传结构提供了一
定的理论基础。
参 考 文 献
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变异来源 自由度 平方和 方差组分 方差比例（%）
群体间 4 16.060 0.127 7.18
群体内 88 145.004 1.647 92.82
总计 92 161.065 1.778
表 2 缢蛏群体的分子方差分析
表 3 缢蛏群体间的遗传分化（对角线下）和
基因交流（对角线上）
S3 S5 S7 S9 S11
S3 6.92 2.40 2.39 11.73
S5 0.0375 2.60 2.69 16.28
S7 0.1220* 0.1138* 7.24 2.27
S9 0.1257* 0.1113* 0.0096 2.13
S11 0.0139 0.0226 0.1323* 0.1452*
*P<0.05
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（责任编辑 李楠）