基于线粒体COI基因研究淀山湖和长荡湖翘嘴鲌的遗传多样性开题报告

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）

一、本课题的意义：

翘嘴鲌属鲤形目鲤科鲌亚科鲌属，是鲌亚科中体型较大的鱼类。翘嘴鲌的分布较广、生态作用较大、营养和经济价值较高，除在西部青藏高原少有分布外，广泛分布于我国的各大水系，翘嘴鲌的生态价值在于其能捕食水体中的小型鱼类，保持水体生态系统稳定。但是近年来大规模捕捞导致自然种群中的翘嘴鲌资源下降，对翘嘴鲌种群进行资源调查发现，种群呈现严重的小型化和低龄化现象，种群结构严重不合理，导致现今野生存活量较少。并且在翘嘴鲌人工养殖中没有进行合理育种和繁殖，捕获野生翘嘴鲌即进行育种，导致种群质量衰退逃逸的鱼类易破坏野生种群质量。一些研究还发现，长江中下游翘嘴鲌野生种群的的遗传多样性处于较低水平，亲缘关系较近并且分化程度较小，其原因可能是环境与人为共同作用。

长江下地区游河流湖泊众多，温暖潮湿，适合多数经济鱼类的生长和繁殖，是中国淡水渔业的主要部分，对长江下游中的渔业资源进行研究和保护有着相当重要的意义。翘嘴鲌在长江下游地区也广有分布，鉴于翘嘴鲌的经济价值、生态价值及其种质资源现状，都亟待得到保护，而遗传多样性是种质资源有效保护的前提，因此亟需对其的遗传多样性进行研究。线粒体DNA中的COI基因在群体遗传学中利用较多，是研究种内和种间关系的重要分子标记之一。因此，本实验应用线粒体COI基因对太湖和淀山湖野生翘嘴鲌遗传多样性和种群分化动态开展深入研究。

本研究通过分析太湖和淀山湖翘嘴鲌群体mtDNA的ＣＯＩ基因序列，旨在初步评价两湖泊翘嘴鲌的遗传多样性，确立翘嘴鲌的保护管理单位; 探讨两湖泊翘嘴鲌群体间的遗传分化程度。本研究如果取得以上成果，将有助于了解我国翘嘴鲌的进化历史，丰富我国翘嘴鲌遗传背景的研究，为翘嘴鲌种质基因库的构建、渔业资源的保护和优良种质的选育等方面提供科学的依据。

二、近几年国内研究概况：

通过测定翘嘴鲌线粒体Cytb基因片段的序列研究了翘嘴鲌与其他鳊亚科鱼类的亲缘关系，黄丽英^【1】等得出与鳊的亲缘关系较近，而与广东鲂、三角鲂及团头鲂的亲缘关系较远的结论。王伟^【2】等应用聚类分析、主要成分分析和判别分析从形态学水平比较了兴凯湖等7个翘嘴鲌群体的形态差异。李建林^【3】等对养殖群体进行研究，发现遗传多样性较低，有种质衰退现象。冯晓宇^【4】等在2008年测定了长度为1091bp的蒙古红鲌、翘嘴红鲌、青梢红鲌mtDNA细胞色素b 基因序列，并深入分析了这3种鲌类的核苷酸序列和碱基组成差异，并以红鳍原鲌为外类群，用邻接(NJ）法和非加权算数平均对数(UPGMA)法构建系统关系树。结果表明，红鲌属的三种鱼形成一个单系群，其Cytb基因片段序列碱基平均差异为6.2%，变异位点184个，其中翘嘴红鲌与青梢红鱼鲌亲缘关系较近。杨太有^【5】等利用RAPD, AFLP和ISSR等核基因的分子标志对兴凯湖、太湖、丹江口水库等的野生翘嘴鲌进行遗传多样性分析。彭居俐^【6】等通过对14尾翘嘴鲌个体的Col序列分析，探讨线粒体Col基因对鲌属鱼类的物种鉴定的作用。应用线粒体COII基因序列或D-Loop基因序，王伟^【7】等列分析了兴凯湖等翘嘴鲌群体的遗传多样性及群体间的遗传分化。尹庆西^【8】对中国东部6个大型湖泊的翘嘴鲌遗传多样性进行线粒体ND2基因序列分析，探讨了6个湖泊的遗传多样性及遗传分化，将6个湖泊作为4个管理保护单位，其中兴凯湖，微山湖，太湖及洪泽湖是重点保护对象。黄小彧^【9】]测定了长江水系14个群体162尾翘嘴鲌的线粒体控制区全序列，分析了遗传多样性和种群结构与种群历史动态。发现长江下游群体的遗传多样性普遍较高，且遗传距离及遗传分化值均较小，可以视为一个大的保护管理单位。合江和池州，需要优先保护。王丹，程庆武^【10】等对三峡库区的鲌属鱼类线粒体co I基因遗传多样性进行了初步分析。杨子拓^【11】等基于线粒体D-LOOP基因对珠江翘嘴鲌遗传多样性与遗传分化进行了研究。史建伍^【12】等基于RAPD方法对江西(鄱阳湖)、湖北(梁子湖)和江苏(太湖)3个群体的翘嘴红鲌遗传多样性进行分析，评价了它们的群体遗传结构和良种选育的可行性。雷双永^【13】等利用微卫星SSR标记对翘嘴鲌4个育种群体(黑龙江水系群体、淮河水系群体、长江上游水系群体和长江下游水系群体)的遗传差异进行了分析。

三、应用前景

　　遗传多样性是生物进化的内在源泉，物种的遗传多样性越丰富，其适应能力，生存能力和进化潜力就越大，或者说遗传多样性为物种的适应能力，生存能力和进化潜力提供了潜在的遗传基础和储备。反之，遗传多样性的降低可导致其适应能力，生存能力降低，物种退化，极端情况下甚至威胁物种生存。因此对翘嘴鲌遗传多样性的保护是不可或缺的。^【14】在我国，人们历史上曾因鲌类捕食养殖水体投放的经济鱼类种苗，把鲌类当做害鱼大肆捕杀，翘嘴鲌种群的发展受到了人为的限制^【15】。近年来，自然水体存在污染严重和渔业捕捞强度过大的情况^【16】，小型鱼类因其适应性强、经济价值低和个体小不易捕捞而得以大量保留。小型鱼类大量繁殖，抢夺水体资源、甚至掠食其他鱼类的鱼卵，对经济鱼类构成了严重的威胁，显著影响了水域生态系统的产出效益;同时，小型鱼类大量食用浮游动物，造成藻类的过量繁殖，水体富营养化的情况不断加重。鲌类是水域生态系统中顶级摄食者，主要以小型鱼类为食，具有一定种群数量的鲌类就可以控制小型鱼类的相对数量，保证水体的资源利用最大化和水域生态系统的稳定。而翘嘴鲌作为鲌鱼类中重要的一种，对水域生态系统的贡献颇大^【17】。现如今翘嘴鲌，因其鲜嫩的肉质，较高的营养价值，已经成我国重要的养殖对象，然而作为大规模人工养殖的翘嘴鲌也出现了种质衰退的现象^【18】，为了更好的开展翘嘴鲌的种质选育，遗传多样性的研究尤为重要。

四、主要参考文献

[1]黄丽英，丁诗华，张海琪.利用Cyt b基因序列研究翘嘴红鲌的系统发生[J].西南农业大学学报(自然科学版)，2005 , 27 (6): 909-913.

[2]王伟.翘嘴鲌 ( Culter alburnus)群体遗传多样性及鲌亚科鱼类系统发生的研究[D].南京:华东师范大学博士学位论文，2007.

[3]李建林，吴婷婷.翘嘴红鲌苏州和宜兴养殖种群的遗传多样性分析[J].生物技术，2007, 17(2):26-29.

[4]冯晓宇，谢楠，李行先，许宝青.红鲌属3种鱼类线粒体细胞色素b基因片段序列分析[[J].西南大学学报(自然科学版)，2008, 30(10): 79-83.

[5]杨太有，陈宏喜，刘向奇.丹江口水库翘嘴红鲌(Erythroculterilishaeformis)遗传多样性的RAPD和ISSR分析[J].海洋与湖沼，2008,3 (3 9):240-244.

[6]彭居俐，王绪祯，王丁.基于线粒体C01基因序列的DNA条形码在鲤科鲌属鱼类物种鉴定中的应用[J].水生生物学报，2009, 33(2): 271-276.

[7]王伟，陈立侨，禹娜，等.应用COII基因部分序列分析翘嘴鲌群体的遗传多样性[J].大连水产学院学报，2008,23（5）：403-407.

[8]伊西庆.中国东部6个大型湖泊翘嘴鲌（culter alburnus）遗传多样性的线粒体ND2基因序列分析[D ].广州，暨南大学.2009.

[9]黄小彧.长江水系翘嘴鲌遗传多样性研究[D].广州，暨南大学.2012

[10]王丹，程庆武，杨镇宇，等.三峡库区如属鱼类线粒体co I基因遗传多样性的初步分析[J].水生生物学报，2015，39（5）：1054-1058.

[11]杨子拓，孙际佳，李桂峰，等.基于线粒体D-LOOP基因对珠江翘嘴鲌遗传多样性与遗传分化研究[J].中山大学学报，2016（55）：91-96.

[12]史建伍，舒轻朝，胡婄娟，等.翘嘴红鲌群体遗传多样性分析[J].南昌大学学报（理科版），2014,38（6）:609-612.

[13]雷双永，张友良，周陆，等.翘嘴鲌四个育种群体的遗传差异分析[J].水产科技情报，2016,43（3）：131-135.

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[15]许品诚.太湖翘嘴红鲌的生物学及其增殖问题的探讨[J]水产学报，1984, 8(4): 275-285.

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[17]陆伟民，童合一翘嘴红鲌和蒙古红鲌在太湖渔业中的作用[J].上海水产大学学报，1995，4(3): 231-237.

[18]王伟.翘嘴鲌 ( Culter alburnus)群体遗传多样性及鲌亚科鱼类系统发生的研究[D].南京:华东师范大学博士学位论文，2007.