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基于线粒体NADH脱氢酶亚基2标记的东南太平洋不同表型间茎柔鱼群体遗传学分析

徐豪 梁绪虹 王丛丛 李纲

徐豪, 梁绪虹, 王丛丛, 李纲. 基于线粒体NADH脱氢酶亚基2标记的东南太平洋不同表型间茎柔鱼群体遗传学分析[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20210119
引用本文: 徐豪, 梁绪虹, 王丛丛, 李纲. 基于线粒体NADH脱氢酶亚基2标记的东南太平洋不同表型间茎柔鱼群体遗传学分析[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20210119
Hao XU, Xuhong LIANG, Congcong WANG, Gang LI. Population genetic structures of Dosidicus gigas in Southeast Pacific Ocean based on mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 2 gene[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20210119
Citation: Hao XU, Xuhong LIANG, Congcong WANG, Gang LI. Population genetic structures of Dosidicus gigas in Southeast Pacific Ocean based on mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 2 gene[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20210119

基于线粒体NADH脱氢酶亚基2标记的东南太平洋不同表型间茎柔鱼群体遗传学分析

doi: 10.12131/20210119
基金项目: 国家重点研发计划项目 (2019YFD0901404);国家自然科学基金项目 (31702312);大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室开放基金项目 (A1-2006-00-301106)
详细信息
    作者简介:

    徐豪:徐 豪 (1994—),男,硕士研究生,研究方向为渔业资源。E-mail: 1185323036@qq.com

    通讯作者:

    王丛丛 (1984—),女,博士,讲师,从事环境DNA和种群遗传学研究。E-mail: ccwang@shou.edu.cn

    李 纲 (1978—),男,博士,副教授,从事渔业资源研究。E-mail: g-li@shou.edu.cn

  • 中图分类号: Q 319+.1

Population genetic structures of Dosidicus gigas in Southeast Pacific Ocean based on mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 2 gene

  • 摘要: 为了解东南太平洋茎柔鱼 (Dosidicus gigas) 大、中、小3种表型群体间的遗传分化和结构,利用线粒体NADH脱氢酶亚基2 (ND2) 基因,对东南太平洋大、中、小3种表型群共90尾性成熟茎柔鱼样本进行群体遗传学研究。ND2基因序列测序结果显示3个表型群总的单倍型多样性指数 (Hd) 为0.818,核苷酸多样性指数 (Pi) 为0.002 40,表现出较高的单倍型多样性指数和较低的核苷酸多样性指数。来源于群体内的变异达到了100.45%,两两群体间的遗传分化系数Fst值均小于0.05 (P>0.05),且基因流Nm远大于1,说明3种表型的茎柔鱼在遗传上未出现显著的遗传分化。中性检验呈极显著负值 (Fs=−8.617 73,P<0.01),核苷酸错配分布曲线均出现明显单峰,推测东南太平洋茎柔鱼在历史上可能经历过快速的群体扩张事件。该研究结果表明分布于东南太平洋不同海域茎柔鱼大、中、小3个表型群之间因生殖行为可能存在广泛的基因交流,应属于同一个种群,在渔业管理上应予以充分考虑。
  • 图  1  主要采样区域

    EEZ. 专属经济区;A、B、C. 采样区

    Figure  1.  Main sampling sites

    EEZ. Exclusive Economic Zone; A, B, C. Sampling sites

    图  2  基于ND2基因的茎柔鱼群体核苷酸不配对分布

    Figure  2.  Mismatch distribution graphs of populations based on ND2 gene sequences

    图  3  基于ND2基因的茎柔鱼NJ系统进化树

    Out group为基于鸢乌贼ND2基因序列的外群

    Figure  3.  Rooted neighbor-joining tree of populations based on ND2 gene haplotypes

    Out group is an outgroup based on the ND2 gene sequence of Symplectoteuthis oualaniensis.

    图  4  茎柔鱼ND2基因单倍型的网络图

    圆的面积和单倍型的频率之间成正比;MV. median vectors (中值向量);不同颜色表示不同群体,黄色 (大型),绿色 (中型),蓝色 (小型)

    Figure  4.  Median-joining network of ND2 gene haplotypes of D. gigas

    Circle sizes are proportional to the frequencies of the respective haplotype; MV. median vectors; different colors indicate different geographic locations: yellow (large), green (middle), blue (small).

    表  1  样本采集区域与数量

    Table  1.   Area and number of samples

    样品表型
    Phenotype of samples
    经度
    Longitude
    纬度
    Latitude
    采样数目
    Number of samples/尾
    采样时间
    Sampling date
    样品胴长
    Mantle length of samples/cm
    大表型 Large 76°W—81°W 17°S—20°S 18 2018年10月 100~120
    中表型 Middle 79°W—86°W 3°S—20°S 42 2019年8月 30~60
    小表型 Small 95°W—106°W 1°S—3°S 30 2018年08月 15~25
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    表  2  引物序列

    Table  2.   Primer sequences

    基因
    Gene
    引物序列 (5'—3')
    Reference sequence
    产物长度
    Product
    length/bp
    NADH脱氢酶亚基2基因-F
    ND2-F
    GCTGCTAACTTT
    ATTTTGAGC
    876
    NADH脱氢酶亚基2基因-F
    ND2-R
    ATTAGTCTTA
    GAGAAGTTCC
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    表  3  基于ND2序列的茎柔鱼遗传多样性参数

    Table  3.   Genetic diversity parameters of ND2 gene sequences in D. gigas

    项目    
    Item    
    大表型
    Large
    中表型
    Middle
    小表型
    Small
    全部样本
    Total
    样本数目 Number of samples 18 42 30 90
    多态性位点数 Number of polymorphism sites 14 18 14 31
    单倍型多样性 (Hd) Haplotype diversity 0.797 0.872 0.768 0.818
    核苷酸多样性 (Pi) Nucleotide diversity 0.002 25 0.002 85 0.001 86 0.002 40
    单倍型数 Number of haplotypes 9 20 13 33
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    表  4  基于ND2基因的茎柔鱼群体间遗传分化系数 (Fst,对角线下方) 和基因流 (Nm,对角线上方)

    Table  4.   Population pairwise Fst (below diagonal) and gene flow (Nm, above diagonal) of populations based on ND2 gene sequences

    遗传分化系数/
    基因流
    Fst/Nm
    大型
    Large
    中型
    Middle
    小型
    Small
    大表型 Large Inf Inf
    中表型 Middle −0.003 57 (P>0.05) Inf
    小表型 Small −0.012 70 (P>0.05) −0.002 14 (P>0.05)
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    表  5  中性检验结果和Raggedness index的计算 (包含P)

    Table  5.   Results of neutrality tests and Raggedness index including associated P-values

    群体  
    Population  
    中性检验 Neutrality test粗糙指数
    Raggedness index (P)
    Tajima’s D (P)Fu’s Fs (P)
    大型 Large −1.938 06 (P<0.05) −3.754 03 (P<0.05) 0.054 04 (P>0.05)
    中型 Middle −1.303 59 (P>0.05) −13.660 82 (P<0.01) 0.045 89 (P>0.05)
    小型 Small −1.797 99 (P<0.05) −8.438 33 (P<0.01) 0.032 32 (P>0.05)
    平均值 Mean −1.679 88 (P<0.05) −8.617 73 (P<0.01) 0.044 08 (P>0.05)
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-19
  • 修回日期:  2021-06-03
  • 网络出版日期:  2021-07-09

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