秦岭细鳞鲑的谱系地理分布及群体遗传结构研究

Brachymystax lenok tsinlingensis, as one second-class protected animal, distribute in the stream of Weihe and Hanjiang River in Tsinling Mountains. In recent years, the number of Brachymystax lenok tsinlingensis are rapid decline, and the purity of germplasm resources are also affected by introduced and hybrid species during the artificial propagation. the study will analysis 240 individuality of Brachymystax lenok tsinlingensisthe from 8 location in Tsinling Mountains using mtDNA D-loop and cytb genes , micrasatellite marker, and the polymorphism of MHCⅡβ gene. The results were showed by the haploid distribution and phylogenetic tree, Microsatellite fingerprinting and MHCⅡβ gene genotype. Mitochondrial polymorphisms and the haploid distribution reveal the relative relationship and genetic differentiation among the study populations, the results are used to speculate geographical populations origins, differentiation time and diffusion. Microsatellite marker are used to analyze genetic structure of Brachymystax lenok tsinlingensis, and deduce the genetic differentiation and genetic diversity in different geographical populations. MHCⅡβ gene stucture and polymorphism are used to study the genetic diversity of different geographical populations, the evolutionary history, the capacity to adapt the environment, viability. These results could provide basic molecular data for the research on the characteristics of Brachymystax lenok tsinlingensis in Qinling mountains and scientific basis for the conservation and utilization of these resource.

秦岭细鳞鲑（Brachymystax lenok tsinlingensis）为秦岭山溪涧国家二级保护动物，只分布于秦岭跨渭河和汉江的两个水系。近年来，随着环境变化和人为干扰，其数量和分布范围急剧缩小，而且繁殖过程中引种混乱也影响了其种质资源纯度。因此本研究拟通过结合mtDNA上的D-loop 区、cytb序列分子标记、核基因组微卫星分子标记以及MHCⅠ、Ⅱβ基因多态性分析等方法对秦岭南北麓8个地理群体共计240尾个体进行研究。获得的其单倍型分布图和系统发育树以推断秦岭细鳞鲑在秦岭区两个水系支流分布途径和遗传分化；构建微卫星指纹图谱以期筛选特异性引物进行地理群体的鉴定。获得MHCⅡβ基因序列全长，通过基因结构和基因多态性统计不同地理种群遗传多样性水平、适应环境的能力以及生存力的强弱。上述结果以期为秦岭细鳞鲑的分区保护和合理开发利用提供依据。

秦岭细鳞鲑(brachymyatax lenok tisinglingsis)是分布于秦岭山溪涧的鲑科，细鳞鲑属鱼类，因其"点状"不连续分布的地理特点及在鲑科鱼类演化中的特殊地位，受到许多研究者的关注，同时，由于环境变化和人为干扰，秦岭细鳞鲑的数量锐减，已被列为国家二级保护的动物，其野生资源保护和恢复问题亟待解决。通过mtDNA的D-loop 区、cytb序列分子标记、微卫星分子标记以及MHCⅡβ基因多态性分析等方法对秦岭南北麓8个地理群体的秦岭细鳞鲑的资源现状和遗传多样性进行研究。结果表明：A、种质资源有明显退化现象；其分布范围也不断缩小，种群数量减少，很多曾报道河流已经采集不到秦岭细鳞鲑；个体小型化（10年前多见为 3~4kg个体，现采集常见体重范围为30~1150g, 100g占70%）；推断原因为全球气候变暖以及人为干扰导致鱼类向更高海拔迁移。B、mtDNA 控制区标记分析不同地理群体的遗传多样性，共获得25个单倍型，各地理群体之间有共享单倍型，秦岭细鳞鲑和黑龙江细鳞鲑蛋白质编码基因数据集的遗传距离为 0.21，序列差异为 2.1%，推断隔离时间大约为 210 万年前。基于转录组数据库开发了的20个微卫星标记分析秦岭南北麓和渭河上下游水溪秦岭细鳞鲑的地理群体因长期地理隔离，遗传多样性降低，分化明显，而不同水域秦岭细鳞鲑遗传分化与地理距离之间无明显的相关性，个体聚类分析表明其与地理隔离导致的基因交流有关。C、秦岭南北秦岭细鳞鲑种群的生存环境、生物学特征和遗传结构有一定的差异，秦岭北麓上游水系和秦岭南麓群体有较好适应性特征，群体多样性较高，但仍然要保护其野生资源，防止因数量减少而导致多样性下降。D、线粒体DNA多态性分析群体遗传变异和鲑科鱼类的系统发育。在鲑亚科中，哲罗鲑属和细鳞鲑属互为姐妹群，位于鲑亚科根部，推断淡水的哲罗鲑属和细鳞鲑属为鲑科鱼类进化发育原始种类。E、获得秦岭细鳞鲑的MHCⅡβ基因750bp cDNA全序列，进行了组织表达谱分析，其在头肾中高表达，渭河流域的秦岭细鳞鲑MHCⅡβ基因第二外显子多态性较高，秦岭以北渭河上游的群体的多样性高于下游水系群体，南麓群体多样性高于北麓群体。研究结果为秦岭细鳞鲑的资源多样性保护提供依据。