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基于线粒体Cytb基因序列的西江流域广西境内卷口鱼遗传多样性分析

彭敏 韩耀全 王大鹏 施军 吴伟军 李育森 雷建军 何安尤

彭敏, 韩耀全, 王大鹏, 施军, 吴伟军, 李育森, 雷建军, 何安尤. 基于线粒体Cytb基因序列的西江流域广西境内卷口鱼遗传多样性分析[J]. 南方水产科学, 2020, 16(5): 10-18. doi: 10.12131/20200041
引用本文: 彭敏, 韩耀全, 王大鹏, 施军, 吴伟军, 李育森, 雷建军, 何安尤. 基于线粒体Cytb基因序列的西江流域广西境内卷口鱼遗传多样性分析[J]. 南方水产科学, 2020, 16(5): 10-18. doi: 10.12131/20200041
Min PENG, Yaoquan HAN, Dapeng WANG, Jun SHI, Weijun WU, Yusen LI, Jianjun LEI, Anyou HE. Genetic diversity analysis of Ptychidio jordani in Xijiang River flowing through Guangxi Province based on mitochondrial Cytb gene sequence[J]. South China Fisheries Science, 2020, 16(5): 10-18. doi: 10.12131/20200041
Citation: Min PENG, Yaoquan HAN, Dapeng WANG, Jun SHI, Weijun WU, Yusen LI, Jianjun LEI, Anyou HE. Genetic diversity analysis of Ptychidio jordani in Xijiang River flowing through Guangxi Province based on mitochondrial Cytb gene sequence[J]. South China Fisheries Science, 2020, 16(5): 10-18. doi: 10.12131/20200041

基于线粒体Cytb基因序列的西江流域广西境内卷口鱼遗传多样性分析

doi: 10.12131/20200041
基金项目: 公益性行业 (农业) 科研专项经费项目 (201303048);广西科技重大专项 (桂科AA17204088-2);广西自然科学基金重大项目 (2013GXNSFEA053003)
详细信息
    作者简介:

    彭敏:彭 敏 (1972—),女,硕士,高级工程师,从事鱼类分子遗传育种研究。E-mail: 837969487@qq.com

    通讯作者:

    何安尤 (1963—),男,高级工程师,从事渔业资源调查及水域生态修复研究。E-mail: 919384987@qq.com

  • 中图分类号: Q 319+.1

Genetic diversity analysis of Ptychidio jordani in Xijiang River flowing through Guangxi Province based on mitochondrial Cytb gene sequence

  • 摘要: 为了解西江流域广西境内卷口鱼 (Ptychidio jordani) 种群遗传结构及分化程度,采用线粒体Cytb基因序列对西江流域广西境内6个江段的139尾野生卷口鱼的遗传多样性进行了分析。结果显示,线粒体Cytb基因长度为1 053 bp,碱基T、C、A、G的平均含量分别为29.1%、27.7%、29.3%、13.9%,其中A+T (58.4%) 高于C+G (41.6%)。共定义20个单倍型,并聚为2个分支,未观察到明显的地理聚群。6个卷口鱼群体的平均单倍型多样性和平均核苷酸多样性分别为0.7682、0.0023,其中红水河群体 (单倍型多样性h=0.748 7,核苷酸多样性π=0.003 3) 遗传多样性最高,柳江群体 (h=0.274 4, π=0.000 4) 和左江群体 (h=0.3747, π=0.000 3) 的遗传多样性相对较低。卷口鱼总体的遗传分化指数 (FST) 为0.461 4 (P<0.01),表现出较大的遗传分化。两两群体间遗传分化结果显示,左江和柳江种群之间的遗传分化程度最大,而柳江和西江之间最小。AMOVA分析表明西江流域的卷口鱼群体遗传变异一半来自群体内 (53.86%),一半来自群体间 (46.14%)。中性检验 (Tajima's D=−1.082 8, P>0.05;Fu's Fs=−6.572 5, 0.01<P<0.05) 与碱基错配分布分析表明西江流域卷口鱼种群大约在0.07~0.187 Ma经历了种群扩张。综上,西江流域广西境内的卷口鱼柳江群体和左江群体遗传多样性较低,总群体分化程度较大,但仍属于一个种群,其中空间距离与地理阻隔对卷口鱼的遗传分化具有一定的促进作用。
  • 图  1  卷口鱼单倍型网络结构图

    圆面积代表单倍型出现的频率,彩色扇形代表各群体在同一单倍型中所占比例

    Figure  1.  Haplotype network structure of P. jordani

    The circle portion represents the frequencies of haplotype and the colored portion represents the percentage of haplotype of each population.

    图  2  卷口鱼NJ单倍型系统树

    Figure  2.  Haplotype system tree of P. jordani

    图  3  卷口鱼核苷酸错配分布图

    Figure  3.  Nucleotide mismatch profile of P. jordani

    表  1  卷口鱼线粒体Cytb基因遗传多样性指数

    Table  1.   Genetic diversity parameters of mtDNA Cytb gene in six P. jordani populations

    群体
    Population
    样品数
    Number of samples
    变异位点
    Variable
    site
    单倍型数目
    Number of
    haplotype
    单倍型多样性
    Haplotype
    diversity (h)
    平均核苷酸差异
    Mean of nucleotide difference (K)
    核苷酸多样性
    Nucleotide diversity (π)
    红水河 HSH 28 11 9 0.748 7 3.431 2 0.003 3
    柳江 LIUJ 41 6 7 0.274 4 0.382 9 0.000 4
    西江 XIJ 10 4 4 0.533 3 0.800 0 0.000 8
    右江 YOUJ 15 11 6 0.704 8 3.219 1 0.003 1
    郁江 YUJ 31 6 7 0.701 1 1.006 5 0.001 0
    左江 ZJ 14 2 3 0.274 7 0.285 7 0.000 3
    总计 Total 139 22 20 0.768 2 2.461 9 0.002 3
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    表  2  卷口鱼遗传距离与遗传分化系数 (FST)

    Table  2.   Genetic distance and genetic differentiation coefficient (FST) in P. jordani

    群体
    Population
    红水河
    HSH
    柳江
    LIUJ
    西江
    XIJ
    右江
    YOUJ
    郁江
    YUJ
    左江
    ZJ
    红水河 HSH 0.003 3 0.560 6** 0.396 1** 0.283 8* 0.580 3** 0.540 5**
    柳江 LIUJ 0.003 8 0.000 4 0.000 5 0.375 2** 0.562 5** 0.667 0**
    西江 XIJ 0.003 8 0.000 6 0.000 8 0.166 8* 0.422 9** 0.572 7**
    右江 YOUJ 0.004 5 0.002 3 0.002 4 0.003 1 0.131 7* 0.092 1
    郁江 YUJ 0.005 0 0.001 5 0.001 5 0.002 2 0.001 0 0.147 7**
    左江 ZJ 0.004 5 0.001 0 0.001 1 0.001 9 0.000 8 0.000 3
    注:对角线为群体内遗传距离;对角线左下方表示群体间遗传距离;对角线右上方表示FST;*. P<0.05,差异显著;**. P<0.01,差异极显著;下表同此 Note: The diagonal is the genetic distance within the population; and below the diagonal is the genetic distance between the populations; above the diagonal is the genetic differentiation coefficient (FST). *. P<0.05, difference is significant; **. P<0.01, difference is extremely significant. The same case in the following tables.
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    表  3  群体间变异来源分析

    Table  3.   Analysis of variation sources among populations

    变异来源
    Variation source
    自由度
    df
    平方和
    SS
    方差组分
    Variance component
    变异百分率
    Percentage of variation/%
    统计量
    Statistical magnitude (F)
    基因流
    Gene flow (Nm)
    6个江段
    Six populations
    群体间 5 72.803 0.625 2Va 46.14 0.461 4** 0.583 6
    群体内 133 97.067 0.729 8Vb 53.86
    总体 138 169.871 1.355 1
    2个分支
    Two pedigrees
    群体间 1 101.613 3.082 2Va 86.08 0.860 9** 0.080 8
    群体内 137 68.257 0.498 2Vb 13.92
    总体 138 169.871 3.580 5
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    表  4  卷口鱼Cytb基因Tajima's D和Fu's Fs检验

    Table  4.   Tajima's D and Fu's Fs test of P. jordani Cytb gene

    群体
    Population
    Tajima's DFu's FsHriSSDTau扩张时间
    Expansion of time/Ma
    红水河 HSH 0.698 8 −0.376 2 0.107 0 0.073 9 7.515 6
    柳江 LIUJ −1.929 4** −6.220 1** 0.319 0 0.002 3 3.000 0 0.187 4
    西江 XIJ −1.667 1* −1.344 6* 0.061 7 0.000 8 1.158 2 0.072 4
    右江 YOUJ −0.186 8 0.452 7 0.091 0 0.060 9 9.308 6
    郁江 YUJ −0.933 8 −2.663 0* 0.105 9 0.008 4 1.123 1 0.070 2
    左江 ZJ −1.480 7 −1.475 3* 0.277 0 0.005 9 3.000 0 0.187 4
    总计 Total −1.082 8 −6.572 5* 0.054 2 0.026 2** 1.308 6 0.081 8
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-11
  • 修回日期:  2020-05-09
  • 网络出版日期:  2020-10-09
  • 刊出日期:  2020-10-05

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