三种潮间带滩涂鱼类的群体遗传学及谱系生物地理学研究

谱系生物地理学是当今生物进化遗传学研究领域的一个热点，但作为一个独特的生态类群，潮间带滩涂鱼类的谱系生物地理学研究仍未见公开报道。课题组拟开发新型的SNPSTR标记系统，同时采用线粒体及核基因序列分析技术，来探讨我国中华乌塘鳢等三种滩涂鱼类群体内的遗传变异水平及不同地理种群间的遗传差异，从而对这三种滩涂鱼类的种群遗传结构及种质资源现状进行分析和评估。在此基础上，结合我国相关的地质历史事件和人类活动史料，进一步研究这三种滩涂鱼类种内系统地理分布格局的形成机制、系统发育关系及现有分布特征，以解释地质事件及人类活动对滩涂鱼类物种形成和居群演化的影响，追溯和揭示这三种滩涂鱼类的种群演化历程。研究结果不仅可以从生物学角度阐释和印证我国海岸带长期的地质变迁历史，并为正确开发海岸带，制订科学的潮间带生态保护政策提供理论依据，还可为合理开发利用重要滩涂经济鱼类资源提供指导和技术支持。

作为一个独特的生态类群，潮间带滩涂鱼类的谱系生物地理学研究仍未见公开报道。在本研究中，课题组采用线粒体及核基因序列分析技术，并结合SNPSSR等其他标记技术，研究了我国中华乌塘鳢等三种滩涂鱼类群体内的遗传变异水平及不同地理种群间的遗传差异、种内系统地理分布格局的形成机制、系统发育关系及现有分布特征。对于中华乌塘鳢，课题组成功开发了多个适用于中华乌塘鳢的SSR和SNP标记，通过序列分析及标记相结合的技术，我们发现当前在中国沿海分布的中华乌塘鳢存在两个明确的谱系，他们的分化在晚冰河期形成，而台湾东海岸的地貌特征是造成分化的根本原因。北向的沿岸流导致了原南部种群在冰河期后向北的扩散，并与原北部种群发生二次接触。谱系分析的结果证实了中华乌塘鳢群体结构及地理分布格局的形成与地址历史事件及当前的海洋水文特征密切相关。此外，还克隆了与潮间带生态习性密切相关的转铁蛋白基因STF，并对其结构和功能进行了深入分析，证实其不仅在呼吸系统中具有重要作用，而且还与鱼体自身天然免疫相关。对于中华须鳗和尖吻蛇鳗，课题组同样用上述技术方法开展了相关研究，分子变异分析（AMOVA）表明，中华须鳗和尖吻蛇鳗的地理群体间遗传分化均不明显，其地理分布格局符合Avise JC所提出的五种类型中的第四种：系统发育上连续的种群，空间分布也连续。这是由于中华须鳗和尖吻蛇鳗的仔稚鱼存在较长时间的浮游期阶段，因此不存在地理隔离，种群之间相互迁移，存在着广泛的基因交流。核苷酸不配对分析、中性检验结果及单倍型网络图显示中华须鳗和尖吻蛇鳗群体可能在进化过程中存在扩张过程，而种群历史动态分析表明东亚区中华须鳗的整个扩张过程的源头可能在南海。结果不仅从生物学角度阐释和印证我国海岸带长期的地质变迁历史，并为正确开发海岸带，制订科学的潮间带生态保护政策提供理论依据，还为合理开发利用重要滩涂经济鱼类资源提供了指导和技术支持。