关键词:
小型定居性鱼类
大坝
遗传多样性
种群结构
微卫星
线粒体控制区
摘要:
拦河筑坝明显改变河流的水文情势,造成生境破碎化,影响河流的连通性,阻隔鱼类迁移和基因交流,并对鱼类遗传多样性和种群结构产生长久的影响。大坝对鱼类的影响研究通常集中在洄游性鱼类和重要经济鱼类,对小型定居性鱼类的关注较少。定居性鱼类由于迁移距离较短,大坝将其隔离为不同的小种群,检测坝上、坝下种群的遗传多样性及种群结构,将为分析大坝对小型定居性鱼类的生态学影响提供科学依据。
本研究从长江上游支流永宁河采集3个宽鳍鱲种群(坝上种群:ZPJM,坝下种群:ZPHG、ZPQB)、从青衣江支流周公河采集2个宽鳍鱲种群(坝上种群:ZPYXG、坝下种群:ZPGJS),从渠江支流小通江采集3个宽鳍鱲种群(ZPSNJ、ZPZJB、ZPYJB),从永宁河采集3个银鮈种群(坝上种群:SASM,坝下种群SAHG、SAQB)和3个切尾拟鲿种群(坝上种群:PTJM,坝下种群:PTHG、PTQB),利用微卫星和线粒体控制区分子标记,检测分析坝上、坝下种群的遗传多样多样性和种群遗传结构,以及不同大坝高度对种群遗传多样性和遗传结构的影响,主要研究结果如下。
(1)宽鳍鱲坝上种群遗传多样性指数为Ho=0.646、He=0.598、PIC=0.55、h=0.0987、π=0.00012,坝下种群为Ho=0.576、0.584,He=0.621、0.657,PIC=0.579、0.626,h=0.308、0.3743,π=0.0004、0.00274;银鮈坝上种群遗传多样性指数为Ho=0.622、He=0.746、PIC=0.709、h=0.853、π=0.00803,坝下种群为Ho=0.475、0.582,He=0.742、0.746,PIC=0.695、0.712,h=0.957、0.958,π=0.01064、0.01201;切尾拟鲿坝上种群遗传多样性指数为Ho=0.553、He=0.639、PIC=0.588、h=0.5895、π=0.00174,坝下种群为Ho=0.523、0.514,He=0.653、0.706,PIC=0.62、0.65,h=0.661、0.783,π=0.00683、0.02241。总体而言,银鮈种群遗传多样性最高,切尾拟鲿次之,每种鱼类坝上种群遗传多样性水平均低于坝下种群。
微卫星分析表明,除切尾拟鲿PTHG和PTJM种群外,宽鳍鱲、银鮈、切尾拟鲿不同种群间存在极显著的遗传分化(P<0.01),AMOVA分析表明分化主要来自于个体水平。线粒体控制区分析表明,宽鳍鱲种群间不存在遗传分化(P>0.05),切尾拟鲿PTJM、PTQB种群间,以及银鮈种群存在显著的遗传分化(P<0.01)。Structure分析表明,宽鳍鱲和银鮈均由2个遗传组分构成,坝下种群ZPHG、ZPQB存在组分混合,说明坝下种群间交流更加频繁;而银鮈坝上种群SASM与坝下种群SAQB亲缘关系更近,共享1个遗传组分;切尾拟鲿由3个遗传组分构成,但遗传结构不明显。
(2)永宁河宽鳍鱲种群被护国大坝(7m)所阻隔,周公河种群被将军坡大坝(46m)所阻隔。两条河流中种群的期望杂合度以及多态信息含量均表现出坝下种群更高(He=0.621、0.657、0.654,PIC=0.579、0.626、0.608),坝上种群线粒体控制区单倍型多样性(h=0.099、0.754)与核苷酸多样性(π=0.00012、0.00177)均低于坝下种群(h=0.308、0.374、0.783,π=0.0004、0.00274、0.00224)。坝下种群遗传多样性高于坝上种群,周公河坝上种群与坝下种群的遗传多样性高于永宁河。
微卫星分析表明,永宁河坝上、坝下宽鳍鱲种群呈中等分化(0.050.25,P<0.01)。Structure分析显示永宁河和周公河为两个遗传组分,NJ树显示所有种群按水系聚成两支,单倍型网络图显示不同水系种群间存在极少的共享单倍型,表明不同水系种群间存在一定程度的分化,基因交流有限,亲缘关系较远。
(3)以永宁河、周公河和通江的宽鳍鱲作为研究对象,探究不同水系宽鳍鱲的遗传多样性。结果表明,永宁河种群的观测杂合度最高(Ho=0.605),但期望杂合度(He=0.625)、多态性信息含量(PIC=0.585)、单倍型多态性(h=0.26)和核苷酸多态性(π=0.00124)均低于周公河(He=0.651,PIC=0.607,h=0.762、π=0.839)和通江种群(He=0.649,PIC=0.604,h=0.839、π=0.00211)。可见,永宁河的宽鳍鱲遗传多样性较低,周公河与通江种群较高。
不同河流间宽鳍鱲种群存在极显著的遗传分化(P<0.01),永宁河与通江种群间分化较强(0.150.25)。Structure分析显示相同水系种群为一个遗传组分,不同水系之间几乎不