全 文 ：第 36 卷第 2 期
2016年 1月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.36,No.2
Jan.,2016
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家海洋公益项目(201305043,201305027);国家自然科学基金项目(31101899)
收稿日期:2014鄄09鄄15; 摇 摇 修订日期:2015鄄07鄄27
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: xtyuan@ nmemc.org.cn
DOI: 10.5846 / stxb201409151822
李宏俊,张晶晶,袁秀堂,张安国,柳圭泽,邵魁双,王立俊.利用线粒体 COI和微卫星标记分析文蛤 7个地理群体的遗传变异.生态学报,2016,36
(2):499鄄507.
Li H J, Zhang J J, Yuan X T, Zhang A G, Liu G Z, Shao K S, Wang L J.Genetic diversity and differentiation of seven geographical populations of hard
clam (Meretrix meretrix) assessed by COI and microsatellite markers.Acta Ecologica Sinica,2016,36(2):499鄄507.
利用线粒体 COI和微卫星标记分析文蛤 7个地理群体
的遗传变异
李宏俊1, 张晶晶1,2, 袁秀堂1,*, 张安国3,柳圭泽1,邵魁双1,王立俊1
1 国家海洋环境监测中心,大连摇 116023
2 大连海洋大学,大连摇 116023
3 辽宁医学院,锦州摇 121001
摘要:利用线粒体细胞色素氧化酶亚基 I(COI)和微卫星标记分析了文蛤 7个地理群体(朝鲜新义州,辽宁丹东、蛤蜊岗和盘山,
山东东营,江苏如东和启东)的遗传多样性和群体分化。 PCR扩增获得 142条 602 bp的 COI核苷酸片段,比对到 13 个变异位
点,包括 11个转换和 2个颠换,定义了 22个单倍型,共享单倍型 12个,新义州、丹东和启东群体分别拥有特有单倍型。 单倍型
多样性最高的是如东群体(h= 0.900),最低的是东营群体(h= 0.600);核苷酸多样性最高的是丹东群体(仔= 0.00350),最低的是
蛤蜊岗群体(仔= 0.00115)。 基于 COI数据的 Fu忆s Fs中性检验和核苷酸不配对分析揭示文蛤种群历史上曾经历过群体扩张事
件。 分子变异分析(AMOVA)表明,群体内遗传变异占 71.64%,群体间遗传变异占 28.36%,群体间发生显著的遗传分化(P<
0.05)。 7个微卫星标记扩增 280个个体共获得 54个等位基因,平均等位基因数为 7.7 个,平均观测杂合度和期望杂合度分别
为 0.3878和 0.7996。 江苏群体具有较高的遗传多样性,但 7 个群体间遗传多样性不存在显著差异(Kruskal鄄Wallis 检验, P>
0.05)。 Hardy鄄Weinberg平衡检验结果显示 49个群体鄄位点组合中有 18个偏离平衡(P<0.05),表现为杂合子缺失。 单倍型邻接
(NJ)树显示聚类未展示地域性特色,但某几个同一或者相近地理群体的单倍型具有聚类现象(如东和启东部分单倍型出现地
理聚类)。 依据群体间遗传距离以 Kimura 2鄄parameter为模型建立 UPGMA 系统发育树,显示丹东群体和江苏的如东和启东群
体聚为一支,暗示江苏苗种的异地养殖已经污染丹东文蛤的遗传背景。
关键词:文蛤;群体遗传变异;细胞色素氧化酶亚基 I;微卫星;增殖放流
Genetic diversity and differentiation of seven geographical populations of hard
clam (Meretrix meretrix) assessed by COI and microsatellite markers
LI Hongjun1, ZHANG Jingjing1,2, YUAN Xiutang1,*, ZHANG Anguo3, LIU Guize1, SHAO Kuishuang1,
WANG Lijun1
1 National Marine Environmental Monitoring Center, Dalian 116023, China
2 Dalian Ocean University, Dalian 116023, China
3 Liaoning Medical University, Jinzhou 121001, China
Abstract: The hard clam (Meretrix meretrix) is a commercially important shellfish in China. With the rapid development of
the aquaculture industry of M. meretrix, the demand for seed cultures has led to the over鄄exploitation of natural populations,
which makes stock enhancement a high priority. Stock enhancement programs that use a small number of breeders for the
production of hatchery鄄reared juveniles to be released to the environment may have negative effects on the genetic diversity
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of wild populations due to a reduction in the genetic variability of the released stock. In this study, the genetic diversity of
seven geographical populations (Sinuiju in North Korea; Dandong, Geligang, and Panshan in Liaoning Province; Dongying
in Shandong Province; and Rudong and Qidong in Jiangsu Province) of M. meretrix was assessed using the mitochondrial
cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene and microsatellite markers. We obtained a total of 142 COI sequences. Each
COI sequence was 602 bp in length. These sequences contained 14 variant sites, including 12 transitions and 2
transversions. Twenty鄄two haplotypes were identified, with 12 haplotypes shared among populations. Population鄄specific
haplotypes were identified in the Sinuiju, Dandong, and Qidong population, respectively. The haplotype diversity was
highest in Rudong (h= 0.900) and lowest in Dongying (h= 0.600). The nucleotide diversity was highest in Dandong (仔 =
0.00350) and lowest in Geligang (仔 = 0.00115). Neutral test (Fu忆s Fs) and mismatch distribution analysis revealed that
the hard clam experienced a population expansion event. Analysis of molecular variance (AMOVA) indicated that 71.64%
of the genetic variance was within populations and 28.36% of the variance was among populations, demonstrating significant
genetic differentiation among populations (P < 0.05). A total of 54 alleles were amplified from 280 individuals by using 7
microsatellite markers, with an average of 7. 7 alleles per locus. The mean observed heterozygosity (Ho ) and expected
heterozygosity (He) was 0.387 and 0.7996, respectively. Compared with other populations, genetic diversity in the Jiangsu
population was highest, but the difference was not significant (Kruskal鄄Wallis test, P > 0.05). Among the 49 population鄄
locus combinations ( 7 populations 伊 7 loci), 18 cases deviated from the Hardy鄄Weinberg equilibrium ( P < 0.05),
indicating heterozygote deficiencies. The neighbor鄄joining tree showed that the haplotypes were not clustered according to
geographical location, but some haplotypes from the same or neighboring locations grouped together ( e. g. Rudong and
Qidong showing geographical clustering) . The unweighted pair group with arithmetic mean (UPGMA) phylogenetic tree
showed that the Dandong population was grouped with the Jiangsu population, suggesting that the introduced Jiangsu clam
seed has contaminated the genetic background of the Dandong population. These results highlight the need to monitor the
genetic effects of releasing large numbers of juveniles.
Key Words: Meretrix meretrix; population genetic variation; COI; microsatellite; stock enhancement
文蛤(Meretrix meretrix)是我国重要的滩涂经济贝类,在我国辽宁辽河口、山东蓬莱湾、江苏南部和广西北
部湾等地广泛分布[1]。 近年来,我国文蛤养殖业发展迅速,但苗种供应制约产业发展[2],大规模苗种异地养
殖造成我国文蛤种质遗传背景混杂[3]。 产业发展初期,文蛤养殖苗种依赖于采捕天然苗种,尤其近年来受围
填海工程和环境污染等因素影响,我国野生文蛤资源严重衰退[2]。 为遏制我国野生文蛤资源衰退趋势,基于
文蛤增殖放流方式的资源恢复势在必行,但由于我国文蛤地理群体的遗传背景模糊,放流群体对当地野生资
源的负面影响无法评估,因此开展文蛤不同地理种群的分子遗传学研究,对我国文蛤种质资源的修复和保护
具有重要意义。
细胞色素 C氧化酶亚基 I(COI)来源于线粒体 DNA,基因变异大、进化速率快,在贝类分子系统发生[4鄄6]
和种群遗传结构分析[7鄄9]等领域应用广泛。 微卫星(Microsatellite)来源于核基因组,是由 1—6个碱基重复单
位首尾相连组成的串联重复序列,微卫星标记具有数量多、分布广、共显性遗传和多态信息含量高等特点,被
广泛应用于群体遗传分析[10鄄11]、亲缘关系鉴定[12]和遗传连锁图谱构建[13鄄15]等研究中。 考虑到增殖放流文蛤
苗种的可操作性,应尽可能选择地理距离近的群体放流,本研究聚焦于我国北方文蛤群体,以朝鲜群体作为参
照,利用线粒体 COI和微卫星 2种标记分析了我国北方 6个文蛤地理群体和 1个朝鲜群体的遗传多样性和群
体分化,以期为我国文蛤种质资源保护和修复提供理论指导。
1摇 材料与方法
1.1摇 样品采集和 DNA提取
摇 摇 本研究所用文蛤来源于 7个地理群体,分别采自朝鲜新义州,辽宁丹东、蛤蜊岗和盘山,山东东营,江苏如
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图 1摇 本研究文蛤地理群体采集点矢量图
摇 Fig.1摇 Collection locations of hard clam geographical populations
in this study
东和启东(图 1),每个地点随机采集 40 个样本,活体解
剖取闭壳肌,保存于 80%酒精中,用于 DNA提取。 采用
常规酚 /氯仿 /异戊醇法提取基因组 DNA,利用 1%的琼
脂糖电泳和紫外分光光度计进行定量,无菌超纯水稀释
至 50 ng / 滋L备用。
1.2摇 线粒体 COI序列扩增
文蛤线粒体 COI 引物来源于通用引物 LCO1490 和
HCO2198[16],为了提高扩增效率,稍加改动,上游序列
为 MmCOIF: TTTAGTACTAATCATAAAGATATTG,下游
序列为MmCOIR: TACACTTCAGGATGACCAAAAAATCA。
PCR反应体系为 25.0 滋L,内含 10伊PCR buffer 2.5 滋L
(含 Mg2+25 mmol / L),正、反向引物各 1.0 滋L(10 滋mol /
L),dNTP 1.5 滋L(各含 2.5 mmol / L),Taq 酶 1 U,模板
1.0 滋L。 PCR 反应程序为 94 益预变性 5 min,94 益变
性 30 s,55 益退火 30 s,72 益延伸 1min,反应 35个循环
后,72 益延伸 10 min。 PCR产物经 1%琼脂糖凝胶电泳
检测后,切胶,送上海生工进行 PCR产物测序。
1.3摇 微卫星标记
查阅已发表文蛤微卫星引物文献[17鄄18],筛选多态
性高、扩增效果好的 7 个微卫星标记用于群体遗传分
析,其引物序列、等位基因数、等位基因大小、重复单元
和 GenBank登录号等信息见表 1。 PCR反应体系为 15 滋L,内含 10伊buffer 1.5 滋L(含 Mg2+25 mmol / L),正、反
引物各 0.5 滋L(10 滋mol / L),dNTP 1.0 滋L(各含 2.5 mol / L),Taq酶 0.5 U,模板 1.0 滋L。 PCR程序为 94 益预
变性 5 min,94 益变性 30 s,最适退火温度复性 30 s,72 益延伸 30 s,反应 35个循环后,72 益延伸 10 min。 微
卫星标记 PCR产物经 10%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,300 V恒电压 1.5 h,紫外灯拍照。
表 1摇 本研究中所用 7个微卫星标记引物序列、等位基因数、有效等位基因数、等位基因大小、近交系数、重复单元和 GenBank登录号
Table 1 摇 Primer sequence, allele number, effective allele number, allele size, FIS, repeat motif and GenBank accession number of seven
microsatellite markers used in this study
位点
Locus
引物序列
Primer sequence
等位基因数
No. of alleles
有效等位基因数
No. of effective alleles
等位基因大小 / bp
Allele size
近交系数
FIS
重复单元
Repeat motif
GenBank登录号
GenBank number
Mm38 F:CTTCATCTATGCTTTCGTATTCGR:CTGCTGGCTATGAATCAAGTG 5 4.5289 155—168 0.3552
(TCA) n JI266036
Mm14 F:AGCCATTAGTTTTTCTTGCCR:CTTGGTAGAGGTCCAGTAGGT 6 5.3294 200—230 0.6719
(GTCC) n JI266266
MM8105 F:AGTTGCCTTGAAGTAAAGTCCR:CATGATCAATCATTGGTTACA 8 6.1 364 135—164 0.5998
(TGAT) n JI265669
MM5358 F:TTCTACTGACCTAAGCTGCTGR:CCATATGTGTCATTGGAAGTT 9 6.9176 91—170 0.7157
(AATC) n JI262933
MM12736 F:GTCAGCGAAGATTTTAACAAAR:TCATCATCTTCAACTCACCAT 10 7.3618 114—172 0.4373
(TGA) n JI270267
MM3923 F:TTTTCGTCTTAATGAGGGTTAR:GTTTGTGAAATAGTGCTCTGC 7 6.4598 78—157 0.2995
(AATC) n JI261510
MM26715 F:ACATCATCATCTCAACTCACCR:GTCAGCGAAGATTTTAACAAA 9 6.4700 118—188 0.3386
(ATC) n JI284180
105摇 2期 摇 摇 摇 李宏俊摇 等:利用线粒体 COI和微卫星标记分析文蛤 7个地理群体的遗传变异 摇
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1.4摇 数据统计与分析
利用 Mega 4.0[19]对 COI序列进行对位排列,结合人工核查,利用 DNASP [20]统计单倍型,计算每个群体的
单倍型多样性(h)和核苷酸多样性(仔)。 利用 Arlequin 3.5[21]计算群体分化指数(Fst),分析群体内和群体间
的分子方差(Analysis of Molecular Variance, AMOVA),并进行 Fu s` Fs 检验和核苷酸不配对分布分析。 利用
TCS 1.21[22]构建单倍型网络图,以 Kimura 2鄄parameter模型分别建立单倍型 Neighbor鄄Joining(NJ)进化树以及
7个群体的 Unweighted Pair Group Method with Arithmatic Mean(UPGMA)系统进化树,利用 Geodis 2.6[23]检测
单倍型与地理学特征的相关性。
借助 Gel鄄Pro(Media Cybernetics, USA)统计微卫星标记基因型,利用 FSTAT[24]统计微卫星位点的等位基
因数、有效等位基因数、近交系数(FIS)、观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He),利用非参数分析(Kruskal鄄Wallis
test)检验群体间差异显著性。 利用 Arlequin计算群体分化指数(FST),用 Bonferroni[25]法对多重比较的显著水
平进行校正。 利用 MICRO鄄CHECKER[26]检测无效等位基因概率。 采用马尔科夫链(Markov Chain)方法进行
Hardy鄄Weinberg平衡检验。
2摇 结果
2.1摇 群体内遗传变异
对 7个文蛤地理群体的总 DNA进行 PCR扩增,获得特异性的 COI 基因片段,经 Mega 同源排序,去除部
分端部序列,获得 142条 602bp的 COI基因片段,经 BLAST 比对分析,确认所得片段为 COI 序列。 序列组成
显示平均 A、T、G、C碱基含量分别为 21.2%、45.3%、19.4%、14.1%,A+T含量大于 G+C的含量,具有明显的碱
基组成偏倚性。 602bp 的片段共鉴定出 13 个变异位点(占位点总数的 2.16%),包括 11 个转换和 2 个颠换,
没有插入和缺失突变,共检测出 22 个单倍型(GenBank 登录号:KJ657746鄄KJ657749,KJ657752鄄KJ657769),共
享单倍型 12个,占总数的 54.5%,Hap01被 3个群体共享(朝鲜蛤蜊岗、和盘山),Hap02 被 6 个群体共享(朝
鲜、丹东、蛤蜊岗、盘山、如东和启东),Hap03 被 5 个群体共享(蛤蜊岗、盘山、东营、如东和启东),Hap04 被 5
个群体共享(朝鲜、东营、盘山、蛤蜊岗和如东),Hap05被 2个群体共享(朝鲜和盘山),Hap06被 3个群体共享
(丹东、如东和启东),Hap08被 4个群体共享(朝鲜、丹东、如东和启东),Hap13 被 3 个群体共享(朝鲜、盘山
和东营),Hap14、Hap15、Hap16和 Hap17分别都被 2个群体共享(启东和如东)。 Hap07和 Hap12是新义州特
有单倍型,Hap09、Hap10 和 Hap11 是丹东特有单倍型,Hap18、Hap19、Hap20、Hap21 和 Hap22 是启东特有
单倍型。文蛤7个地理群体的遗传学参数见表2,平均单倍型及核苷酸多样性处于中等水平( h= 0.886,
表 2摇 基于 COI和微卫星标记的文蛤 7个群体的遗传学参数
Table 2摇 Genetic diversity indices for cytochrome c oxidase subunit (COI) gene and microsatellite markers for seven populations of the hard
clam, Meretrix meretrix
种群
Population
细胞色素氧化酶亚基 ICOI 微卫星 Microsatellite
np nh h 仔 Na Ho He
新义州 7 7 0.810依0.070 0.00249依0.00060 7.7 0.4429 0.8108
丹东 8 6 0.803依0.096 0.00350依0.00095 7.6 0.475 0.8228
蛤蜊岗 3 4 0.603依0.131 0.00115依0.00032 7.3 0.3036 0.7936
盘山 4 8 0.748依0.053 0.00180依0.00023 7.1 0.2964 0.7413
东营 3 4 0.600依0.154 0.00169依0.00055 7.3 0.3857 0.7989
如东 7 9 0.900依0.039 0.00308依0.00042 7.7 0.375 0.8107
启东 9 13 0.875依0.046 0.00299依0.00039 7.7 0.4357 0.8188
总体 /平均
Total / Average 14 24 0.763 0.00239 7.4 0.3878 0.7996
摇 摇 np:多态位点数 number of polymorphic sites;nh:单倍型数 number of haplotypes;h:单倍型多样性 haplotype diversity;仔:核苷酸多样性 nucleotide
diversity;Na:等位基因数 number of alleles;Ho:观测杂合度 observed heterozygosity;He:期望杂合度 expected heterozygosity
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摇 表 3摇 基于 COI序列的文蛤 7个群体的选择中性检验和核苷酸不配
对分析
Table 3摇 Selective neutrality test and mismatch distribution analysis
of 7 populations of hard clam (Meretrix meretrix) based on COI
sequences摇
群体
Population
Fu s`Fs检验(P)
Fu s`Fs test (P)
平方离差之和(P)
Sum of squared deviations(P)
新义州 -2.35649(0.041*) 1.39258(0.014*)
丹东 -1.19527(0.195) 0.24997(0.020*)
蛤蜊岗 -1.30733(0.067) 0.02717(0.100)
盘山 -1.45355(0.162) 0.01578(0.100)
东营 -0.70056(0.188) 0.00222(0.950)
如东 -3.64483(0.011*) 0.00796(0.440)
启东 -7.48745(0.000*) 0.00417(0.360)
平均
Average -11.97063(0.000
*) 0.00314(0.0829)
摇 摇 *表示差异显著 P<0.05
仔= 0.00314)。 单倍型多样性最高的是如东群体( h =
0.900),最低的是东营群体(h = 0.600);核苷酸多样性
最高的是丹东群体(仔= 0.00350),最低的是蛤蜊岗群体
(仔= 0.00115)。 总体来说,来自江苏的两个群体显示出
较高的遗传多样性。
中性检验结果显示,平均 Fu s` Fs 值为-11.97063
(P<0.05)(表 3),Fu s` Fs 值达到显著水平,表明文蛤偏
离中性选择,曾经历群体扩张事件。 核苷酸不配对分布
分析的结果表明,文蛤观测到的核苷酸不配对分布呈单
峰类型,符合群体扩张模型下的预期分布(图 2)。 基于
观测值和模拟值间的拟合优度检验结果显示,平方离差
之和(Sum of squared deviations,SSD)较小,且统计检验
不显著(P>0.05),表明观测值与模拟值拟合程度较好,
符合群体扩张模型,与中性检验结果一致。
文蛤线粒体 COI单倍型网络图(图 3)显示绝大部
摇 图 2摇 文蛤线粒体细胞色素氧化酶亚基 I(COI)单倍型的核苷酸
不配对分布
Fig.2摇 Mismatch distributions of Meretrix meretrix COI
haplotypes摇
分单倍型之间只保留 1 步变异, 仅少数单倍型之间
(Hap06 寅 Hap12、 Hap06 寅 Hap16、 Hap12 寅 Hap10 和
Hap21寅Hap11)保留 2 步变异。 启东拥有 13 种单倍
型,如东拥有 9种单倍型,新义州拥有 8种单倍型,盘山
拥有 6 种单倍型,丹东拥有 6 种单倍型,蛤蜊岗拥有 4
种单倍型,东营拥有 3种单倍型。 如东群体的单倍型大
部分和启东相同,仅 Hap04 是如东特有单倍型,推测如
东和启东的遗传背景相似。 基于 Kimura 双参数模型建
立的 NJ(图 3)聚类图显示单倍型聚类并未完全展示地
域性特色,但是对于某几个同一或者相近地理群体的单
倍型具有聚类现象(如 Hap09、Hap10、Hap14)。
7个微卫星标记共检测到 54个等位基因,每个位点的等位基因数从 5—10个不等,平均等位基因数为7.7
个。 在所有微卫星位点中,MM12736的等位基因数最多(10 个),Mm38 的等位基因数最少(5 个)(表 1);朝
鲜新义州和江苏如东、启东群体的平均等位基因数最多(Na = 7.7),盘山群体的平均等位基因数最少(Na =
7.1);丹东群体的平均观测杂合度最高(Ho = 0.4750),盘山群体的平均观测杂合度最低(Ho = 0.2964)。 总体
上,7个群体均具有较高的微卫星遗传多样性,7 个群体平均等位基因数(Kruskal鄄Wallis test, P = 0.951)和观
测杂合度(P= 0.592)不存在显著差异。 在 49组群体位点组合中(7 群体伊7 位点),有 18 个组合由于杂合子
缺失偏离 HWE平衡(P<0.05)。 利用 MICRO鄄CHECKER 检验微卫星位点的无效等位基因概率,结果表明偏
离 HWE平衡的位点在不同群体中均存在无效等位基因,表现为杂合子缺失,但未检测到微卫星 PCR 扩增过
程中易出现的“影子带冶和大片段等位基因丢失现象。
2.2摇 群体间遗传变异
文蛤 7个群体 COI序列的分子变异分析(AMOVA)结果见表 4,群体间的遗传分化系数 FST为 0.28360(P<
0.05),表明在整个遗传变异中群体间遗传变异占 28.36%,群体内遗传变异占 71.64%,群体内的遗传变异大
于群体间,群体间发生显著的遗传分化(P<0.05)。 文蛤 COI群体间 FST的显著性检验结果见表 5,两两群体间
FST介于 0.00714—0.45390 之间, 只有丹东和如东(FST = -0.00714)、新义州和盘山(FST = 0.01018)、启东和如
东(FST = 0.02529)、如东和丹东(FST = 0.03713)的 P 值大于 0.05,说明启东、丹东和如东之间,新义州、蛤蜊岗
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图 3摇 文蛤 COI基因单倍型网络图(A)和 NJ系统树(B),外群毛蚶(Scapharca subcrenata)Genbank登录号 AB729113
Fig.3摇 The COI haplotype network and NJ tree for Meretrix meretrix, the GenBank accession number of outgroup Scapharca subcrenata
is AB729113
单倍型网络图反映的是单倍型之间的关系,每个圆圈代表一个单倍型,中间缺失的单倍型用黑圈表示,圆圈大小代表单倍型的出现频率,圆
圈里的不同颜色代表不同的地理群体
和盘山之间,东营和盘山之间未发生显著遗传分化。 微卫星标记各群体间 FST范围为 0.01139—0.03935(表
5),经 Bonferroni校正,各群体间均处于显著分化(P<0.0083)。
表 4摇 文蛤 7个群体的 COI序列遗传差异的分子方差分析(AMOVA)
Table 4摇 Analysis of molecular variance (AMOVA) of mitochondrial cytochrome oxidase c subunit (COI) gene among seven populations of
hard clam (Meretrix meretrix)
变异起源
Source of variation
自由度
df
平方和
Sum of squares
方差组分
Variance components
方差比例 / %
Percentage of variance
群体间 Among populations 6 37.229 0.28077 28.36
群体内 Within populations 135 95.75 0.70926 71.64
总变异 Total variation 141 132.979 0.99003 —
利用 Mega构建 7个群体遗传距离 UPGMA树(图 4),7 个群体聚类为两大分支,其中蛤蜊岗、盘山、新义
州和东营聚为一大支,启东和如东相聚再与丹东群体聚为另一支。 利用 Geodis 检测,未发现 7 个群体遗传距
离与地理距离间的显著相关( r= 0.4035,P= 0.0600),但去掉丹东群体后,检测到遗传距离与地理群体间的显
著相关( r= 0.7129,P= 0.0280)。
405 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 36卷摇
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表 5摇 基于线粒体 COI序列(成对 FST,对角线下)和微卫星标记(成对 FST,对角线上)的文蛤群体遗传分化
Table 5摇 E stimates of population genetic differentiation based on microsatellite markers ( pairwise FST, above diagonal) and mitochondrial
cytochrome oxidase c subunit (COI) gene (pairwise FST, below diagonal) for the hard clam (Meretrix meretrix)
种群
Population 新义州 丹东 蛤蜊岗 盘山 如东 东营 启东
新义州 — 0.01139* 0.02678* 0.02835* 0.01271* 0.01868* 0.02490*
丹东 0.24667* — 0.03006* 0.02557* 0.01839* 0.01937* 0.02660*
蛤蜊岗 0.01018 0.38112* — 0.03476* 0.02972* 0.03024* 0.03907*
盘山 0.08710 0.40649* 0.03823 — 0.02677* 0.02818* 0.03935*
如东 0.28754* 0.03713 0.41132* 0.40904* — 0.01874* 0.02780*
东营 0.32586* 0.45390* 0.40862* 0.19277 0.43984* — 0.02657*
启东 0.24152* -0.00714 0.35621* 0.37830* 0.02529 0.44328* —
摇 摇 *经 Bonferroni校正差异显著
图 4摇 文蛤 7个地理群体的 UMPGA系统树
摇 Fig.4摇 UMPGA tree constructed from genetic distance among 7
populations of hard clam, Meretrix meretrix
3摇 讨论
近年来,过度捕捞和环境恶化使我国近岸海域渔业
资源量锐减,单纯依靠渔业资源自身补给已经不能修复
受损的资源,增殖放流作为一种有效的资源修复手段,
已经在世界各地得到推广和应用。 放流苗种往往来源
于养殖群体,随着放流数量的增加,人们越来越关注放
流苗种的遗传多样性,以降低养殖群体污染野生种质资
源的风险,对亲本和放流群体的遗传监测与管理已经成
为评价增殖放流效果的指标之一[27]。 已有研究表明,
群体内遗传多样性降低会导致适应能力和生存能力降低[28],对于经济物种,遗传多样性的降低会导致隐形有
害基因表达增加和经济性状衰退,导致品种退化[29]。 因此,利用 DNA分子标记对放流群体进行遗传监测,研
究放流群体与野生群体的遗传差异,对评估增殖放流效果具有重要意义。 本研究利用线粒体 COI 和微卫星
标记检测了文蛤 7个地理群体的遗传多样性,两种分子标记的结果均显示江苏的如东和启东群体存在高的遗
传多样性,这与文蛤地理种群的 ISSR研究结果吻合,江苏文蛤 ISSR 的位点多态性(80.7%)高于辽宁文蛤的
位点多态性(68.4%) [30],说明江苏文蛤具有较强的遗传适应能力和选择育种潜力。
线粒体 COI来源于通用引物扩增,可以用于物种间遗传多样性的横向比较。 本研究检测到文蛤线粒体
COI序列的单倍型多样性为 0.763,核苷酸多样性为 0.00239,与我国其他海水贝类同源序列[7,31鄄32]相比,具有
较低的遗传多样性。 本研究样品来源于我国主要的文蛤养殖海域,各群体的养殖规模大,但大群体不代表高
遗传多样性,可能是由于贝类 COI序列多样性具有种属特异性决定的。 此外,对各群体 Hardy鄄Weinberg 检验
结果表明,各群体均表现一定的杂合子缺失,可能是有效群体小、近交和群体亲本性别比例失衡等因素[33]造
成,从而导致文蛤群体 COI遗传多样性偏低。 由于早期的文蛤养殖缺乏科学性指导,采取“野捕家养冶供苗系
统,没有充分考虑有效群体数量和利用杂种优势进行人工育种,稀有等位基因很可能在大规模人工育苗情况
下丢失而导致 Hardy鄄Weinberg失衡。
微卫星的杂合度和等位基因数是反映群体遗传多样性的重要参数。 本研究中文蛤群体平均观测和期望
杂合度分别为 0.2964—0.4750和 0.7413—0.8228,但 7个群体之间的差异不显著。 各群体不同位点的杂合度
也没有明显差异,说明各群体遗传多样性的差别不大。 从等位基因数来看,每个位点的等位基因数为 5—10
个,而各群体平均等位基因数从 7.1 到 7.7 个不等,差异亦不显著,这与杂合度的检测结果基本一致。 而从
COI单倍型网络图来看,各群体单倍型数量从 3 到 13 个不等,群体间差异明显,与等位基因数和杂合度结果
不一致,这可能是因为线粒体 DNA属于母系遗传和单倍体的特性,与核遗传 DNA相比拥有更小的有效群体,
505摇 2期 摇 摇 摇 李宏俊摇 等:利用线粒体 COI和微卫星标记分析文蛤 7个地理群体的遗传变异 摇
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更容易受瓶颈效应影响[9]。
群体遗传分化指数 FST是反映群体间遗传分化程度的重要指数。 赫崇波等[3]研究辽宁和山东沿海 5 个
文蛤群体遗传多样性,AFLP 的分析得到的 FST值为 0.0596,结果表明群体间相似性较大,本研究中 7个文蛤群
体的 FST值为 0.28360,群体间发生显著的遗传分化,与本研究中文蛤取样地理范围广有关,这正好和 Geodis
的结果遗传距离和地理距离显著相关(丹东群体除外)相符。 从系统进化树来看,丹东群体与江苏的 2 个群
体聚为一类,暗示江苏苗种的异地养殖已经污染丹东文蛤的遗传背景。 从分子遗传学角度来看,文蛤远距离
异地养殖或者增殖放流可能对当地野生群体的遗传结构造成影响,因此,文蛤增殖放流应尽量“就地取材,避
免异地文蛤种质资源污染当地文蛤。 在选用优良苗种的同时,应适当提高放流亲本数量,提高有效群体数量,
避免放流群体遗传多样性降低和遗传结构改变,并制定科学合理的遗传多样性监测方案,以确保增殖放流科
学合理开展。
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