中國東南沿海地區球狀偽鏢水蚤種群遺傳多樣性及遺傳結構研究*

王龍升 李浩然 郭東暉, 2, 3, 4

中國東南沿海地區球狀偽鏢水蚤種群遺傳多樣性及遺傳結構研究*

王龍升1李浩然1郭東暉1, 2, 3, 4①

(1. 廈門大學海洋與地球學院 廈門 361102; 2. 海洋生物多樣性與全球變化研究中心 廈門 361102; 3. 廈門市海灣生態保護與修復重點實驗室 廈門 361102; 4. 福建省海陸界面生態環境重點實驗室 廈門 361102)

為了探究球狀偽鏢水蚤群體的遺傳多樣性及其遺傳結構, 本研究以線粒體細胞色素氧化酶Ⅰ(mtCOⅠ)基因作為分子標記, 提取了中國東南沿海地區5個采樣點135只球狀偽鏢水蚤個體的基因組DNA并進行分析。結果表明: 在獲得的580bp的COⅠ基因序列中, 堿基A+T的平均含量為63.4%, 明顯高于G+C的含量(36.6%), 顯示出較強的AT偏好性。5個采樣群體共檢測到49個多態位點和38個單倍型, 單倍型多樣性指數(: 0.6285—0.9214)和核苷酸多樣性指數(: 0.00766—0.02010)均處于較高水平, 各群體之間遺傳距離為0.009—0.031。系統進化樹和單倍型網絡圖顯示: 5個采樣群體聚成多個支系; 除廣州與順德、上海與無錫以外, 其他各采樣群體之間均具有顯著遺傳分化; 5個采樣群體可以劃分為3個種群。中性檢驗和核苷酸不配對分布顯示, 各種群均未經歷過種群擴張事件。

橈足類; 球狀偽鏢水蚤; mtCOⅠ; 遺傳多樣性; 遺傳分化

遺傳多樣性作為生物多樣性的重要組成部分, 是物種多樣性和生態系統多樣性的基礎。物種的進化潛力及其對環境變化的適應能力取決于物種種內的遺傳多樣性或變異性(施立明, 1990)。開展種群遺傳多樣性及遺傳結構的研究, 對于了解種群數量變動規律和補充機制、揭示種群間的遺傳差異與進化關系具有重要的意義。

球狀偽鏢水蚤()隸屬于節肢動物門(Arthropoda)、甲殼動物亞門(Crustacea)、六肢幼蟲綱(Hexanauplia)、橈足亞綱(Copepoda)、哲水蚤目(Calanoida)、偽鏢水蚤科(Pseudodiaptomidae)、偽鏢水蚤屬()。其主要生活于淡水和咸淡水, 廣泛分布于我國東南地區沿海及內陸的湖泊、池塘和江河中(沈嘉瑞等, 1979), 在湖泊、河口等水體的生態系統中扮演著重要的角色。因此, 對其種群遺傳多樣性的研究具有十分重要的意義。

線粒體細胞色素氧化還原酶Ⅰ(mtCOⅠ)基因是動物線粒體基因組中發現的一種較為保守的蛋白質編碼基因(Brown, 1985), 其作為后生動物種群遺傳和進化研究中最常用的DNA條形碼之一(Shao, 2007; Bucklin, 2011), 廣泛應用于水母類、橈足類等浮游生物及魚類等游泳生物的研究(Bernatchez, 1992; Makino, 2010; 程方平等, 2012)。mtCOⅠ基因在偽鏢水蚤研究中也有較多的應用, 可作為偽鏢水蚤形態學分類的輔助手段, 為新種的發現提供分子生物學方面支持(Sakaguchi, 2010; Soh, 2012; 王博文等, 2019a, b); 也能在偽鏢水蚤類群劃分和系統發育的研究中, 提供分子系統學上的證據(Eyun, 2007; 王博文, 2019)。目前利用COⅠ基因對偽鏢水蚤的研究主要聚焦于種類鑒定及系統發育學, 在種群遺傳學上的研究工作較少。本研究基于mtCOⅠ序列, 對我國東南沿海5個地區的球狀偽鏢水蚤群體進行種群遺傳學研究, 從遺傳多樣性、遺傳結構和歷史動態方面對其進行群體遺傳分析, 以期更好地了解其地理分化格局和群體動態。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與保存

2017年4月—2018年10月, 采用浮游生物網在中國東南沿海地區(無錫、上海、漳州、廣州、順德)5個采樣點進行浮游動物樣品的采集(表1), 現場以無水乙醇固定、保存。實驗室內對浮游動物樣品進行鑒定并挑出球狀偽鏢水蚤單獨存放于無水乙醇中, 4°C低溫保存用于后續分析。

表1 球狀偽鏢水蚤樣本采集信息

Tab.1 Sampling information of P. forbesi

1.2 DNA提取、mtCOⅠ序列擴增與測序

使用微量基因組DNA試劑盒(北京全式金生物技術有限公司, EasyPure Micro Genomic DNA Kit)提取單只球狀偽鏢水蚤的基因組DNA。采用通用引物進行mtCOⅠ基因片段的擴增(Folmer, 1994), 引物分別為LCO-1490(5’-GGTCAACAAATCATAAAG ATATTGG-3’)和HCO-2198(5’-TAAACTTCAGGGTG ACCAAAAAATCA-3’)。PCR擴增體系總體積50μL, 其中基因組DNA模板5μL, 正反向引物各0.6μL (50μmol/L), Taq DNA聚合酶(TaKaRa Premix Taq)25μL, 純水18.8μL。PCR反應的程序為: 94°C預變性4min; 94°C變性1min, 40°C退火1min, 72°C延伸1min, 循環35次; 最后72°C充分延伸10min。PCR產物經電泳檢測后, 交由生工生物工程(上海)股份有限公司以Sanger法進行正反向測序。

1.3 數據處理與分析

測序所獲得的原始序列首先與對應的峰圖進行對比以確保數據的準確性, 對比后的mtCOⅠ序列在軟件BioEdit v7.2.5(Hall, 1999)及其所附帶Clustal W中進行正反向拼接及多重比對, 刪除兩端不對齊的序列后獲得580bp的mtCOⅠ序列。剪切后的COⅠ序列使用Arlequin 3.5(Excoffier, 2010)計算堿基組成、轉換/顛換、單倍型多樣性()、核苷酸多樣性()等遺傳多樣性參數, 并通過軟件的分子變異分析(Analysis of Molecular Variance, AMOVA)來評估群體間的遺傳變異、遺傳分化系數(st)、基因流(m)及其顯著性。MEGA 5.0計算Kimura 2-Parameter遺傳距離。通過Tajima’s(Tajima, 1989)和Fu’(Fu, 1997)中性檢驗(Neutrality tests)和核苷酸不配對分布(Mismatch distribution analysis)檢測球狀偽鏢水蚤種群歷史動態。以中華異水蚤(GenBank登錄號: MT800776)作為外群, 使用PhyML v3.0基于AIC準則下的HKY+I模型通過最大似然法(Maximum Likelihood, ML)構建系統進化樹(Guindon, 2010), 各分支的置信度經過重復抽樣分析(bootstrap test)1000次檢驗; 基于貝葉斯法以MrBayes 3.27構建進化樹(Ronquist, 2012), 采用馬爾可夫蒙特卡洛分析, 使用4條馬爾科夫鏈(1條熱鏈, 3條冷鏈), 運行1000000代, 每100代抽樣一次。各分支可信度通過后驗概率(Posterior probability, PP)檢驗, 當PP>95%時該分支可視為有效。通過Haploviewer軟件構建COⅠ單倍型網絡圖(Salzburger, 2011)。

2 結果

2.1 mtCOⅠ序列特征及遺傳多樣性

本研究共獲得5個采樣群體135條580bp的mtCOⅠ序列(GenBank登錄號: MT776177—MT 776311), 所有序列中, 堿基A+T的平均含量為63.4%, 明顯高于G+C的含量(36.6%), 顯示出較強的AT偏好性, 5個群體間的 COⅠ基因序列堿基組成無明顯差異。共檢測到49個核苷酸變異位點, 占分析總位點數的8.4%, 包括8個單核苷酸變異位點, 41個多態簡約信息位點, 無插入和缺失位點; 轉換數(s)共有43次, 明顯高于顛換數(v)(9次),s/v=4.78, 表明mtDNA序列未達到突變飽和狀態, 適合遺傳變異研究。

135條序列共檢測到38個單倍型, 其中單倍型H1、H2和H26出現次數較多, 共包含60只個體, 占總樣本數的44.4%; 未出現5個采樣群體共享的單倍型, 且漳州群體與其他4個群體之間均無共享單倍型(表2)。遺傳多樣性參數顯示, 5個群體的球狀偽鏢水蚤單倍型多樣性指數在0.6285—0.9214之間, 核苷酸多樣性指數在0.00766—0.02010之間, 其中上海群體遺傳多樣性最高(=0.9046±0.0366;=0.02010± 0.01048), 其他四個群體遺傳多樣性差別不大, 同樣也處于較高水平, 表明各個球狀偽鏢水蚤群體均具有較豐富的遺傳多樣性(表3)。

表2 球狀偽鏢水蚤5個群體單倍型分布

Tab.2 Distribution of haplotypes in the five P. forbesiassemblages

2.2 種群遺傳結構

對5個采樣群體間的遺傳分化系數(st)和基因流(m)進行檢測, 結果顯示(表4), 無錫與上海群體之間產生中度遺傳分化(st=0.20863,<0.01;m=0.94829); 廣州與順德群體之間遺傳分化不顯著, 基因交流頻繁(st=0.04972,>0.05;m=4.77816); 其他各群體之間均存在顯著遺傳分化(st: 0.26611—0.69248,<0.01;m: 0.11102—0.68946)。基于Kimura 2-parameter計算的群體內及群體間遺傳距離顯示, 上海群體的群體內遺傳距離為0.021, 其他群體的群體內遺傳距離在0.008—0.010之間; 廣州與順德群體間遺傳距離(0.009)為各群體間最小, 與其二者間未產生顯著遺傳分化和較高的基因流相對應, 無錫與上海群體間遺傳距離為0.019, 其他各群體間遺傳距離在0.015—0.031之間。

表3 球狀偽鏢水蚤遺傳多樣性參數

Tab.3 Molecular diversity indices of P. forbesi

表4 球狀偽鏢水蚤5個群體間的遺傳分化系數(st)和基因流(m)

Tab.4 The fixation index (Fst) and gene flow (Nm) among five assemblages of P. forbesi

注: 上三角為基因流m, 下三角為遺傳分化系數st, *表示差異極顯著(<0.01)

根據上述結果, 將廣州與順德群體合并為珠江種群, 無錫與上海群體合并為長江種群, 漳州群體即為九龍江種群。再次進行種群遺傳結構分析,st和m顯示(表5): 3個球狀偽鏢水蚤種群相互間均存在顯著遺傳分化(st: 0.38675—0.48758,<0.01;m絕對值: 0.26274—0.39641)。對3個種群進行分子方差分析(AMOVA), 結果顯示(表6): 54.82%的遺傳變異出現在種群內, 45.18%種群間總的遺傳分化系數st為0.45183, 差異顯著(<0.01), 支持3個球狀偽鏢水蚤種群間存在一定程度的遺傳分化。基于Kimura 2-parameter計算的種群內及種群間遺傳距離顯示, 種群間遺傳距離(0.015—0.028)高于種群內遺傳距離(0.009—0.018)。上述遺傳結構分析結果顯示, 合并后的長江、九龍江和珠江3個球狀偽鏢水蚤種群之間已經產生了顯著遺傳分化。

表5 球狀偽鏢水蚤3個種群間的遺傳分化系數(st)和基因流(m)

Tab.5 The pairwise fixation index (Fst) and gene flow (Nm) among three populations of P. forbesi

注: 上三角為基因流m, 下三角為遺傳分化系數st, *表示差異極顯著(<0.01)

表6 球狀偽鏢水蚤3個種群間遺傳差異的分子方差分析表(AMOVA)

Tab.6 Analysis of molecular variance (AMOVA) in the three populations of P. forbesi

以中華異水蚤()作為外群, 基于貝葉斯法和最大似然法構建球狀偽鏢水蚤135只個體的系統進化樹, 兩種方法構建的進化樹基本一致。基于貝葉斯法構建的系統進化樹(圖1)顯示: 球狀偽鏢水蚤均以較高支持率形成多個進化分支。其中, 漳州群體形成2個獨立的分支(ZZ), 廣州、順德群體與少數上海群體個體合并為一支(GZ/SD/SH), 另外廣州與順德群體形成1個獨立分支(GD/SD), 無錫與上海群體也單獨形成一分支(WX/SH)。單倍型網絡圖(圖2)與貝葉斯進化樹(圖1)結果基本一致, 漳州群體形成2個獨立支系, 無錫與上海群體于網絡圖右側形成一獨立支系, 廣州與順德群體聚集于網絡圖中部, 并與少量上海群體共享部分單倍型(表2, 圖2), 各支系間未出現共有的祖先單倍型。系統進化樹和單倍型網絡圖結果均表明, 5個采樣群體聚為多個支系, 群體遺傳結構與st和m所得到的結果基本一致。

2.3 種群歷史動態

中性檢驗結果如表7所示, 3個種群中性檢驗結果均不顯著(>0.1), 表明3個種群在過去并未出現過種群擴張。核苷酸不配對分析結果與中性檢驗結果吻合, 3個種群的觀測曲線均呈現出多峰曲線分布, 與預期曲線相背離(圖3) , 表明3個種群均未經歷種群擴張, 種群大小維持穩定。

3 討論

3.1 球狀偽鏢水蚤種群遺傳多樣性分析

本研究中, 球狀偽鏢水蚤mtCOⅠ序列的堿基組成顯示出較強的AT偏好性(63.4%), 與其他橈足類的mtCOⅠ基因序列堿基組成特點相同(Huang, 2014; 王興霞等, 2018; 王博文等, 2019a, b)。在部分魚類、雙殼類和介形類中, COⅠ堿基組成同樣也顯示出較強的AT偏好性(沈玉幫等, 2011; 劉連為等, 2013; Xu, 2019)。AT堿基的占比與線粒體DNA進化地位的高低呈正相關(Folmer, 1994), 球狀偽鏢水蚤的A+T堿基占比高達63.4%, 表明其具有較明顯的進化優勢, 這與本研究球狀偽鏢水蚤高度遺傳分化的結果相一致。五個采樣群體的單倍型多樣性指數在0.6285—0.9214之間, 核苷酸多樣性指數在0.00766—0.02010之間, 各群體遺傳多樣性均處于較高水平(表3)。從生物學和生態學的角度來說, 維持自然種群較高的遺傳多樣性需要有大的有效種群、環境異質性以及適于群體快速增長的生活環境作為基礎; 從歷史進化的角度看, 種群的高遺傳多樣性特征通常是由一個大而穩定的有效種群經過長時間進化所產生(Nei, 1987)。球狀偽鏢水蚤在中國東南沿海地區的湖泊、池塘及河流中分布很廣, 表明其對環境有較強的適應能力, 同時廣闊的生境使其面臨較小的自然選擇壓力。這些合適的環境條件及自身因素可能是球狀偽鏢水蚤各群體維持較高的遺傳多樣性的主要原因。

圖1 基于貝葉斯法構建的球狀偽鏢水蚤系統進化樹

注: GZ. 廣州群體; SD. 順德群體; SH. 上海群體; WX. 無錫群體; ZZ. 漳州群體

圖2 球狀偽鏢水蚤COⅠ單倍型網絡圖

注: GZ. 廣州群體; SD. 順德群體; SH. 上海群體; WX. 無錫群體; ZZ. 漳州群體

圖3 球狀偽鏢水蚤核苷酸不配對分布

表7 球狀偽鏢水蚤3個種群中性檢驗結果

Tab.7 Neutral test among three populations of P. forbesi

3.2 球狀偽鏢水蚤種群遺傳結構及歷史動態分析

遺傳分化系數st是用于反映種群間遺傳分化大小的重要參數, 其值在0到1之間, 數值越大表明種群間的遺傳分化越顯著。當st>0.25時, 表明不同種群間存在非常高的遺傳分化; 當st值處于0.15—0.25之間, 表示種群間出現了中度分化; 當st值處于0.05—0.15之間, 表示兩種群間的分化程度較低; 當st<0.05時, 表示兩種群間沒有發生遺傳分化(Wright, 1978)。

球狀偽鏢水蚤5個采樣群體遺傳分化系數st值在0.04972—0.69248之間(表4), 廣州與順德群體之間遺傳分化程度較低, 無錫與上海群體之間產生中度遺傳分化, 其他各群體之間均存在顯著遺傳差異。將球狀偽鏢水蚤5個地區個體分為長江、九龍江和珠江種群后, 各種群之間的遺傳分化指數st在0.38675—0.48758之間(表5), 且差異均極顯著; 表6的AMOVA分析結果顯示: 種群間總的st值為0.45183(<0.01), 種群間和種群內變異所占的百分比相差不大, 表明長江、九龍江和珠江3個種群之間遺傳分化程度很高。類似的種群遺傳學研究在淡水橈足類中鏢水蚤()、咸淡水橈足類近緣真寬水蚤()、海水橈足類劍乳點水蚤()和虎斑猛水蚤()中均有報道(Edmands, 2001; Winkler, 2008; Makino, 2010;Goetze, 2011)。其中淡水橈足類和咸淡水橈足類相對于海水生活的橈足類更容易形成種群遺傳分化, 其原因可能是淡水和半咸淡水之間比較容易形成地理阻隔, 且咸淡水的環境條件多變, 導致生活在不同地區的同一橈足類比較容易產生顯著的遺傳分化; 海水的連通性較強, 地理距離較大的地區之間也能有較強的基因交流, 因此較難產生遺傳差異。在以往魚類和雙殼類的種群遺傳學研究中也有類似的結果, 如鲇()、烏鱧()和松江鱸()的種群在不同水系或河流之間各自形成顯著遺傳差異(高天翔等, 2013; 董新培等, 2014; 周偉等, 2017; 徐丹丹等, 2017); 而位于同一湖泊或河流的洪澤湖河蜆()、松江鱸和墨脫裂腹魚()的種群之間均未產生顯著遺傳分化(高天翔等, 2013; 李大命等, 2015; 俞丹等, 2019)。

本研究中無錫與上海的采樣點均地處長江水系, 相距約130km; 廣州與順德采樣點距離約為40km, 同屬珠江水系; 漳州采樣點則位于九龍江水系。九龍江水系與長江水系及珠江水系各采樣點間的直線距離分別為800km和500km左右, 長江與珠江水系采樣點之間的直線距離約為1200km。同一水系內采樣點的地理距離相近, 水體間有一定連通性, 因此群體之間基因交流相對頻繁, 遺傳分化不顯著。廣州與順德之間的地理距離較近, 且水體連通性大于無錫與上海, 這可能是無錫與上海之間種群遺傳分化大于前二者的原因。長江、九龍江和珠江3個水系之間相距較遠, 連通性差; 且球狀偽鏢水蚤屬于低鹽種, 無法在高鹽度的海水中生活, 海水的鹽度阻隔及水系間的空間距離使得各種群之間產生地理隔離, 導致基因交流的匱乏, 各個種群經過長期的分化形成了顯著的遺傳結構。

單倍型網絡圖和系統進化樹顯示, 長江、九龍江及珠江3個種群均形成了獨立的分支(圖1, 圖2), 與3個種群之間形成顯著遺傳分化的結果(表5, 表6)相一致。無錫群體與上海群體不僅形成獨立的分支, 還分別與珠江種群共享單倍型, 其中上海群體還與珠江種群共同形成獨立分支, 使得類群的劃分更為復雜。上海群體與多個其他群體形成共同的分支和單倍型, 可能與其具有最高的遺傳多樣性和群體內遺傳距離有關。在本研究的基礎上, 若進一步擴大采樣范圍, 采用隱種劃分的方式來劃分類群(Belyaeva, 2009; Kordbacheh, 2017), 則能更深入地探討球狀偽鏢水蚤隱種存在的可能性。

種群歷史動態通過Tajima’s和Fu’的中性檢驗以及核苷酸不配對分布來檢測。中性檢驗的統計值如果是負值并且顯著性差異, 說明種群擴張引起了偏離中性的進化(Tajima, 1989; Fu, 1997); 核苷酸不配對分布圖譜呈現單峰分布, 說明種群可能經歷了擴張, 反之, 如呈現多峰分布, 說明種群十分穩定。本研究中, 中性檢驗以及核苷酸不配對分布均顯示(表7及圖3), 球狀偽鏢水蚤種群保持相對穩定, 未經歷過種群擴張事件。單倍型網絡圖也沒有顯示出與種群擴張相對應的星狀演化關系(Winkler, 2008; Huang, 2014; 劉碩博等, 2019), 而是分化成為多個明顯的支系, 也表明種群未經歷過種群擴張事件, 符合種群歷史動態結果。

4 結論

(1) 基于DNA條形碼(mtCOⅠ)序列, 中國東南沿海地區5個球狀偽鏢水蚤采樣群體均具有較高的遺傳多樣性。

(2) 除廣州與順德群體、上海與無錫群體以外, 其他各采樣群體間均存在顯著遺傳分化; 各群體間無共同的祖先單倍型。

(3) 5個采樣群體可整合為長江、九龍江和珠江3個種群, 種群間差異明顯, 地理隔離可能是造成種群分化的主要因素。中性檢驗表明, 各種群均尚未經歷過擴張事件。

王興霞, 徐 磊, 王亮根等, 2018. 基于COⅠ基因序列的長腹劍水蚤系統進化關系. 海洋學報, 40(6): 92—103

王博文, 2019. 中國東南9種偽鏢水蚤的形態學與系統發育學研究. 廈門: 廈門大學碩士學位論文, 72—85

王博文, 郭東暉, 2019a. 廈門灣偽鏢水蚤科一新種——鄭氏偽鏢水蚤. 廈門大學學報(自然科學版), 58(3): 375—381

王博文, 郭東暉, 2019b. 九龍江口偽鏢水蚤科一新種——沈氏偽鏢水蚤. 海洋學報, 41(6): 93—102

劉連為, 許強華, 陳新軍等, 2013. 基于線粒體DNA分子標記的東太平洋莖柔魚群體遺傳多樣性比較分析. 水產學報, 37(11): 1618—1624

劉碩博, 唐祖蓉, 申 望等, 2019. 基于F型mtDNA D-Loop的厚殼貽貝()群體遺傳多樣性研究. 海洋與湖沼, 50(2): 355—364

李大命, 張彤晴, 唐晟凱等, 2015. 基于線粒體COⅠ序列的洪澤湖河蜆()遺傳多樣性和種群結構分析. 海洋與湖沼, 46(6): 1339—1346

沈玉幫, 張俊彬, 馮冰冰等, 2011. 基于線粒體COⅠ序列分析對紫貽貝群體遺傳多樣性的研究分析. 海洋通報, 30(4): 435—440

沈嘉瑞, 戴愛云, 張崇洲, 1979. 中國動物志-節肢動物門甲殼綱淡水橈足類. 北京: 科學出版社, 69

周 偉, 高天翔, 王 俊等, 2017. 烏鱧群體遺傳多樣性和遺傳結構分析. 水產學報, 41(10): 1521—1532

俞 丹, 張 智, 張 健等, 2019. 基于Cyt基因的雅魯藏布江下游墨脫江段及察隅河墨脫裂腹魚的遺傳多樣性及種群歷史動態分析. 水生生物學報, 43(5): 923—929

施立明, 1990. 遺傳多樣性及其保存. 生物科學信息, 2(4): 158—164

徐丹丹, 黃 燕, 曾 慶等, 2017. 基于mtDNA基因序列的我國不同水系野生鲇種群遺傳多樣性與種群歷史分析. 水產學報, 41(10): 1489—1499

高天翔, 畢瀟瀟, 趙林林等, 2013. 基于線粒體基因全序列的松江鱸群體遺傳結構分析. 水生生物學報, 37(2): 199—207

董新培, 穆淑梅, 周 楠等, 2014. 不同地理群體烏鱧線粒體DNA控制區結構分析及遺傳多樣性. 水產學報, 38(9): 1277—1285

程方平, 王敏曉, 王彥濤等, 2012. 中國北方習見水母類的DNA條形碼分析. 海洋與湖沼, 43(3): 451—459

Belyaeva M, Taylor D J, 2009. Cryptic species within thespecies complex (Crustacea: Cladocera) revealed by molecular markers and sexual stage morphology. Molecular Phylogenetics and Evolution, 50(3): 534—546

Bernatchez L, Guyomard R, Bonhomme F, 1992. DNA sequence variation of the mitochondrial control region among geographically and morphologically remote European brown troutpopulations. Molecular Ecology, 1(3): 161—173

Brown W M, 1985. The mitochondrial genome of animals. In: MacIntyre R H ed. Molecular Evolutionary Genetics. New York: Plenum Press, 95—130

Bucklin A, Steinke D, Blanco-Bercial L, 2011. DNA barcoding of marine Metazoa. Annual Review of Marine Science, 3: 471—508

Edmands S, 2001. Phylogeography of the intertidal copepodreveals substantially reduced population differentiation at northern latitudes. Molecular Ecology, 10(7): 1743—1750

Excoffier L, Lischer H E L, 2010. Arlequin suite ver.3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows. Molecular Ecology Resources, 10(3): 564—567

Eyun S I, Lee Y H, Suh H L, 2007. Genetic identification and molecular phylogeny ofspecies (Calanoida, Pseudodiaptomidae) in Korean waters. Zoological Science, 24(3): 265—271

Folmer O, Black M, Hoeh W, 1994. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochromeoxidase subunit Ⅰ from diverse metazoan invertebrates. Molecular Marine Biology and Biotechnology, 3(5): 294—299

Fu Y X, 1997. Statistical tests of neutrality of mutations against population growth, hitchhiking and background selection. Genetics, 147(2): 915—925

Goetze E, 2011. Population differentiation in the open sea: Insights from the pelagic copepod. Integrative and Comparative Biology, 51(4): 580—597

Guindon S, Dufayard J F, Lefort V, 2010. New algorithms and methods to estimate maximum-likelihood phylogenies: assessing the performance of PhyML 3.0. Systematic Biology, 59(3): 307—321

Hall T A, 1999. BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucleic Acids Symposium Series, 41(41): 95—98

Huang Y S, Liu G X, Cheng X F, 2014. Molecular phylogeography and population genetic structure of the planktonic copepodBrodsky in the coastal waters of China. Acta Oceanologica Sinica, 33(10): 74—84

Kordbacheh A, Garbalena G, Walsh E J, 2017. Population structure and cryptic species in the cosmopolitan rotifer. Zoological Journal of the Linnean Society, 181(4): 757—777

Makino W, Knox M A, Duggan I C, 2010. Invasion, genetic variation and species identity of the calanoid copepod. Freshwater Biology, 55(2): 375—386

Nei M, 1987. Molecular Evolutionary Genetics. New York: Columbia University Press, 185

Ronquist F, Teslenko M, van der Mark P, 2012. MrBayes 3.2: efficient Bayesian phylogenetic inference and model choice across a large model space. Systematic Biology, 61(3): 539—542

Sakaguchi S O, Ueda H, 2010. A new species of(Copepoda: Calanoida) from Japan, with notes on the closely relatedBurckhardt, 1913 from Kyushu Island. Zootaxa, 2623(1): 52—68

Salzburger W, Ewing G B, Von Haeseler A, 2011. The performance of phylogenetic algorithms in estimating haplotype genealogies with migration. Molecular Ecology, 20(9): 1952—1963

Shao R, Barker S C, 2007. Mitochondrial genomes of parasitic arthropods: Implications for studies of population genetics and evolution. Parasitology, 134(2): 153—167

Soh H Y, Kwon S W, Lee W, 2012. A new(Copepoda, Calanoida) from Korea supported by molecular data. Zootaxa, 3368(1): 229—244

Tajima F, 1989. Statistical method for testing the neutral mutation hypothesis by DNA polymorphism. Genetics, 123(3): 585—595

Winkler G, Dodson J J, Lee C E, 2008. Heterogeneity within the native range: population genetic analyses of sympatric invasive and noninvasive clades of the freshwater invading copepod. Molecular Ecology, 17(1): 415—430

Wright S, 1978. Evolution and the Genetics of Populations. Chicago: University of Chicago Press, 79—506

Xu L, Li H, Wang L G, 2019. Genetic structure and haplotype pattern of marine planktonic ostracod () from South China Sea based on mitochondrial COⅠ Gene. Ocean Science Journal, 54(1): 107—116

POPULATION GENETIC DIVERISTY AND GENETIC STRUCTURE OFFROM THE COASTAL AREAS OF SOUTHEAST CHINA

WANG Long-Sheng1, LI Hao-Ran1, GUO Dong-Hui1, 2, 3, 4

(1. College of Ocean and Earth Sciences, Xiamen University, Xiamen 361102, China; 2. Marine Biodiversity and Global Change Research Center, Xiamen 361102, China; 3. Xiamen City Key Laboratory of Urban Sea Ecological Conservation and Restoration, Xiamen 361102, China; 4. Fujian Provincial Key Laboratory for Coastal Ecology and Environmental Studies, Xiamen University, Xiamen 361102, China)

To investigate the genetic diversity and populations structure of, 135 samples, from five areas across the southeastern of China, were collected and analyzed using the mitochondrial marker cytochrome oxidase subunit Ⅰ (mtCOⅠ). The results show that the average contents of A+T (63.4%) were significantly higher than those of G+C (36.6%) in the 580bp fragment, indicating a preference for A and T base. Forty-nine polymorphic sites and 38 haplotypes were detected from the five geographic assemblages. All assemblages had high haplotype diversity (: 0.6285—0.9214) and nucleotide diversity (: 0.00766—0.02010). The genetic distances among five assemblages ranged from 0.009 to 0.031. Based on phylogeny and haplotype network, five assemblages were separated into several lineages. The pairwise fixation index (st) and gene flow (m) show that genetic differentiation was extremely significant between all assemblages except for Guangzhou and Shunde, Shanghai and Wuxi assemblages. The five assemblages could be divided into three populations. Neutrality tests and mismatch distribution analysis inferred population expansion had not taken place in all populations.

Copepod;; mtCOⅠ; genetic diversity; genetic differentiation

* 國家重點研發計劃資助項目, 2018YFC1406301號; 國家自然科學基金項目, 41476114號; 廈門市海洋經濟發展專項資金項目, 14CZY042HJ16號; 自然資源部全球變化與海氣相互作用專項(生物系統分類研究)。王龍升, 碩士研究生, E-mail: 1615337201@qq.com

郭東暉, 副教授, E-mail: guodh@xmu.edu.cn

2020-03-05,

2020-06-09

Q958

10.11693/hyhz20200300056