基于線粒體DNA控制區(qū)序列的珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃群體遺傳變異分析

李文俊 李強(qiáng) 鐘良明 桂林

基于線粒體DNA控制區(qū)序列的珠江和長(zhǎng)江

水系光倒刺鲃群體遺傳變異分析

李文俊1，李 強(qiáng)1*，鐘良明2，桂 林1

（1廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣州 510006;2韶關(guān)市金粵水產(chǎn)科技有限公司，廣東韶關(guān) 512335）

摘要：【目的】明確珠江和長(zhǎng)江水系不同光倒刺鲃地理群體的遺傳變異及進(jìn)化關(guān)系，為其種質(zhì)資源保護(hù)和可持續(xù)開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。【方法】從珠江水系（增江、流溪河、北江、連江、漓江、柳江和郁江）和長(zhǎng)江水系（閶江、贛江和湘江）的10個(gè)支流（群體）采集347尾光倒刺鲃樣本，擴(kuò)增并測(cè)定其線粒體DNA（mtDNA）控制區(qū)序列;通過MEGA 6.0、DnaSP 6.10和Arlequin 3.5等在線軟件統(tǒng)計(jì)序列堿基組成、變異位點(diǎn)、遺傳距離、核苷酸多樣性（π）、單倍型多樣性（Hd）及遺傳分化系數(shù)（Fst），并進(jìn)行分子變異分析（AMOVA）、核苷酸錯(cuò)配分布分析、中性檢驗(yàn)，以及構(gòu)建單倍型的系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。【結(jié)果】光倒刺鲃mtDNA控制區(qū)序列長(zhǎng)度為519 bp，其中T、C、A、G占比平均值分別為32.57%、19.16%、32.16%和16.11%。在所有mtDNA控制區(qū)序列中共檢測(cè)到62個(gè)變異位點(diǎn)，34個(gè)單倍型;10個(gè)光倒刺鲃群體的Hd平均為0.917，π平均為0.0359，遺傳距離為0.0018～0.0790，F(xiàn)st為-0.0007～0.9978。光倒刺鲃mtDNA控制區(qū)序列63.46%的分子遺傳變異來自各地理分組間;單倍型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖和系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹均顯示，10個(gè)光倒刺鲃群體聚類為三大支系，除了有個(gè)別交集外，東江水系、西江水系、贛江水系+湘江水系的光倒刺鲃群體分布在3個(gè)不同的獨(dú)立分支上，而北江+流溪河水系群體分別與東江水系群體和西江水系群體有較多交集。10個(gè)光倒刺鲃群體的Fu’s Fs為-1.339～23.759，平均為9.857，但P均大于0.05;Tajima’s D為-2.613～2.824，僅有3個(gè)群體的Tajima’s D為顯著性負(fù)值（P<0.05）;其核苷酸錯(cuò)配分布圖譜呈多峰形式，即珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃群體尚未發(fā)生過種群擴(kuò)張。【結(jié)論】珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃群體遺傳多樣性總體上偏低，應(yīng)加強(qiáng)其種質(zhì)資源保護(hù)，尤其是北江水系群體野生資源相對(duì)較豐富宜作為重點(diǎn)保護(hù)單元。復(fù)雜的地形地貌導(dǎo)致珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃群體形成明顯的地理隔離，群體間已發(fā)生明顯分化，且受各種人為活動(dòng)干擾導(dǎo)致其種群收縮，因此亟待采取有效防護(hù)措施以保證光倒刺鲃種質(zhì)資源的可持續(xù)利用。

關(guān)鍵詞： 光倒刺鲃;mtDNA控制區(qū);遺傳多樣性;遺傳變異;地理隔離

中圖分類號(hào)： S965.199? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2021）11-3121-09

Analysis of genetic variation among Spinibarbus hollandi in the Pearl River and the Yangtze River based on mitochondrial DNA control region sequences

LI Wen-jun1， LI Qiang1*， ZHONG Liang-ming2， GUI Lin1

（1College of Life Science，Guangzhou University， Guangzhou? 510006， China; 2Jinyue Aquatic Products

Technology Co.， Ltd.， Shaoguan， Guangdong? 512335， China）

Abstract：【Objective】 To characterize the genetic structure and phylogeographic pattern of different populations of Spinibarbus hollandi in the Pearl River and the Yangtze River， in order to provide the scientific basis for the conservation and sustainable utilization of S. hollandi populations resources. 【Method】 In this study，347 S. hollandi samples were collected from 10 populations in the Pearl River （the Zengjiang， Liuxi， Beijiang， Lianjiang， Lijiang， Liujiang and Yujiang rivers） and the Yangtze River （the Changjiang， Ganjiang and Xiangjiang rivers）. The mitochondrial DNA （mtDNA） control region sequences from each individual were identified and analyzed. According to the MEGA 6.0， DnaSP 6.10 and Arlequin 3.5 software， the base composition， the locus of variation， genetic distance， nucleotide diversity（π）， haplotype diversity （Hd） and genetic variation value （Fst） were calculated. In addition， molecular variation analysis（AMOVA）， nucleotide mismatch distribution analysis， neutral test， the construction of a haplotype phylogenetic evolutionary tree and network diagram were also carried out. 【Result】 The sequence length of the mtDNA control region was 519 bp， in which T， C， A and G accounted for 32.57%， 19.16%， 32.16% and 16.11%， respectively. A total of 62 mutated loci and 34 haplotypes were detected in the sequences. The average haplotype diversity， nucleotide diversity， genetic distance and Fst were 0.917， 0.0359， 0.0018-0.0790 and -0.0007-0.9978， respectively. 63.46% of the molecular genetic variation of the mtDNA CR was observed in the distinct geographical groups. According to the haplotype phylogenetic evolutionary tree and network diagram， ten S. hollandi populations were divided into three groups， with the populations in the Dongjiang River， Xijiang River and Ganjiang River plus Xiangjiang River distributed in three independent branches. However， the Beijiang River and Liuxi River populations had more overlaps with the Dongjiang River and Xijiang River populations. Among the ten populations， the Fu? S Fs ranged from -1.339 to 23.759， with an average of 9.857， but all P values were greater than 0.05. Tajima?s D ranged from -2.613 to 2.824 and was significantly negative in only three populations（P<0.05）. The map of nucleotide mismatch distribution showed a multi-peak pattern， indicating that population expansions did not occur in the Pearl River and Yangtze River. 【Conclusion】The genetic diversity of S. hollandi population is generally low. Therefore， the protection of germplasm resources needs improvement， and populations from the Beijiang River should be taken as a key protection unit. The complex landform results in the obvious geographical isolation of S. hollandi populations in the Pearl River and the Yangtze River， and the obvious differentiation among the populations， and the population shrinkage caused by anthropogenic activities had being formatted. Therefore， it is urgent to take effective protective measures to ensure the S. hollandi resources.

Key words： Spinibarbus hollandi; mitochondrial DNA control region; genetic diversity; genetic differentiation;geographical isolation

Foundation item： National Natural Science Foundation of China（41673110）; Science and Technology Planning Project of Guangzhou（201804010486）

0 引言

【研究意義】光倒刺鲃（Spinibarbus hollandi）隸屬于鯉形目（Cypriniformes）鯉科（Cyprinidae）鲃亞科（Barbinae）倒刺鲃屬（Spinibarbus），主要分布在我國(guó)長(zhǎng)江以南各大水系（潘烔華等，1991;樂佩琦，2000）。光倒刺鲃具有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，是一種重要的名優(yōu)經(jīng)濟(jì)魚類（蔡子德等，2007）。隨著光倒刺鲃人工馴養(yǎng)和繁育技術(shù)的推廣，現(xiàn)已發(fā)展成為華東及華南地區(qū)重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一。自20世紀(jì)80年代以來，由于過度捕撈、環(huán)境污染及水利工程建設(shè)等因素影響，光倒刺鲃自然種群數(shù)量急劇下降，為此農(nóng)業(yè)農(nóng)村部先后在廣東、廣西、江西、福建、湖南及安徽等地建立了10個(gè)光倒刺鲃國(guó)家級(jí)水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)（羅剛等，2017）。線粒體DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）是一種細(xì)胞質(zhì)DNA，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，遵循母系遺傳，進(jìn)化速度較快，是研究動(dòng)物群體遺傳學(xué)和分子系統(tǒng)學(xué)的理想分子標(biāo)記（董志國(guó)等，2013）。mtDNA控制區(qū)不參與編碼蛋白，具有遺傳變異位點(diǎn)多及進(jìn)化速率快等特點(diǎn)，特別適合種群遺傳多樣性分析，已廣泛應(yīng)用于親緣關(guān)系近的物種或種群間遺傳多樣性研究（Xiao et al.，2009;Vilà et al.，2010;Sha et al.，2019;韓浩園等，2020）。因此，基于mtDNA控制區(qū)序列分析珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃的群體遺傳特點(diǎn)，可為了解光倒刺鲃遺傳結(jié)構(gòu)及開展種質(zhì)資源保護(hù)提供參考依據(jù)。【前人研究進(jìn)展】目前，mtDNA已廣泛應(yīng)用于動(dòng)物起源進(jìn)化和群體遺傳特征研究。Chen等（2015）將怒江裂腹魚（Schizothorax nukiangensis）mtDNA的COI基因、Cyt b基因與控制區(qū)序列組合進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同怒江區(qū)域的裂腹魚群體存在明顯差異，其地理隔離分化較明顯。Munian和Bhassu（2015）基于mtDNA控制區(qū)局部序列對(duì)馬來西亞半島河流的4個(gè)黑肋紋唇魚（Osteochilus melanopleurus）群體進(jìn)行分析，結(jié)果表明黑肋紋唇魚的遺傳多樣性較低，可能是近期經(jīng)歷了種群擴(kuò)張或瓶頸效應(yīng)，4個(gè)群體可整體作為一個(gè)保護(hù)單元進(jìn)行管理。Brahimi等（2016）基于線粒體Cyt b基因和控制區(qū)序列對(duì)阿爾及利亞吉爾盆地亮鲃屬物種Luciobarbus pallaryi進(jìn)行群體遺傳學(xué)和形態(tài)學(xué)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在第四紀(jì)中期該物種上下游群體間開始形成長(zhǎng)期的地理隔離，最終衍化成2個(gè)完全不同的譜系。Guo等（2016）基于線粒體Cyt b基因及其控制區(qū)序列對(duì)青藏高原地區(qū)特有物種異齒裂腹魚（S. o’connori）的7個(gè)群體進(jìn)行種群動(dòng)態(tài)分析，結(jié)果表明青藏高原隆升和第四紀(jì)氣候振蕩對(duì)異齒裂腹魚群體遺傳狀況產(chǎn)生重要影響。李潮等（2018）對(duì)珠江流域6個(gè)赤眼鱒（Squaliobarbus curriculus）群體的mtDNA控制區(qū)序列進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)珠江流域赤眼鱒未出現(xiàn)明顯分化，其種群歷史上曾發(fā)生過擴(kuò)張事件，西江是珠江流域赤眼鱒的擴(kuò)散中心。Chen等（2019）基于線粒體Cyt b基因和控制區(qū)序列對(duì)長(zhǎng)江中游地區(qū)增殖放流前后的鰱魚（Hypophthalmichthys molitrix）群體進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)增殖放流對(duì)長(zhǎng)江中游野生鰱魚群體未產(chǎn)生顯著的遺傳效應(yīng)。此外，有研究通過分析mtDNA以揭示魚類的遺傳學(xué)關(guān)系，并探討線粒體遺傳變異與魚類種群結(jié)構(gòu)的相關(guān)性，涉及的魚類有滇池金線鲃（Sinocyclocheilus grahami）、高肩金線鲃（S. altishoulderus）（Wu et al.，2009）、北江光唇魚（Acrossocheilus beijiangensis）（Lin et al.，2015）、黑尾近紅鲌（Ancherythroculter nigrocauda）（Yan et al.，2020）及多種鮈亞科魚類等（Zhao et al.，2016），其研究結(jié)果均表明mtDNA與種屬遺傳多樣性具有非常密切的聯(lián)系。【本研究切入點(diǎn)】至今，有關(guān)光倒刺鲃的研究主要集中在營(yíng)養(yǎng)與繁殖（岳磊，2016;李成等，2018）及功能基因（周惠強(qiáng)等，2019;Yang et al.，2019）等方面，而針對(duì)光倒刺鲃群體遺傳多樣性、遺傳結(jié)構(gòu)及親緣地理等方面的研究（陳國(guó)生，2011;藍(lán)昭軍等，2016）鮮見報(bào)道，且涉及的種群也較少。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過測(cè)定珠江和長(zhǎng)江水系10個(gè)光倒刺鲃地理群體的mtDNA控制區(qū)序列，分析光倒刺鲃群體的遺傳變異及進(jìn)化關(guān)系，旨在了解其遺傳背景，為光倒刺鲃種質(zhì)資源保護(hù)和可持續(xù)開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 樣品采集

光倒刺鲃樣品于2018—2019年采自安徽祁門（QM）、江西安遠(yuǎn)（AY）、廣西全州（QZ）、廣東增城（ZC）、廣東從化（CH）、廣東韶關(guān)（SG）、廣東陽(yáng)山（YS）、廣西桂林（GL）、廣西河池（HC）和廣西崇左（CZ），共計(jì)10個(gè)群體，所在水系分別為閶江、贛江、湘江、增江、流溪河、北江、連江、漓江、柳江和郁江。每個(gè)群體樣品均采集30尾以上，以采樣點(diǎn)縮寫為群體編號(hào)。各群體采樣點(diǎn)分布情況見圖1。

1. 2 DNA提取及測(cè)序

采用DNA抽提試劑盒[生工生物工程（上海）股份有限公司]提取光倒刺鲃樣品基因組DNA;設(shè)計(jì)擴(kuò)增引物（F：5'-CTCCCTAGCGCCCAGAAAA-3';R：5'-CCTTGATTAACTTTTGAGCCTGC-3'）用于PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系25.0 μL：2×Taq PCR MasterMix[0.1 U/mL Taq DNA聚合酶，500 mmol/L dNTP，50 mmol/L Tris-HCl（pH 8.7），20 mmol/L KCl，4 mmol/L MgCl2]12.5 μL，正、反向引物（10 mmol/L）各1.0 μL，DNA模板3.0 μL，蒸餾水7.5 μL。PCR擴(kuò)增反應(yīng)在伯樂T100型PCR儀（美國(guó)）上進(jìn)行，擴(kuò)增程序：94 ℃預(yù)變性3 min;94 ℃ 30 s，55 ℃ 30 s，72 ℃ 90 s，進(jìn)行35個(gè)循環(huán);72 ℃延伸10 min。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物以1.0%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測(cè)，目的片段送至生工生物工程（上海）股份有限公司進(jìn)行純化并測(cè)序。

1. 3 數(shù)據(jù)分析

使用Muscle v5對(duì)測(cè)序獲得的序列進(jìn)行比對(duì)分析，并輔以人工校對(duì)。利用MEGA 6.0計(jì)算堿基組成、變異位點(diǎn)、轉(zhuǎn)換與顛換比及遺傳距離（Tamura et al.，2011），并基于Kimura’s-2-parameter模型構(gòu)建單倍型系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹，Bootstrap設(shè)為1000次（Felsenstein，1985）;通過DnaSP 6.10（鄒輝等，2020）和Arlequin 3.5程序包（Excoffier et al.，2007）統(tǒng)計(jì)各群體的核苷酸多樣性（π）、單倍型多樣性（Hd）及遺傳分化系數(shù)（Fst）;并進(jìn)行分子變異分析（Analysis of molecular variance，AMOVA）、核苷酸錯(cuò)配分布分析（Mismatch-distribution）及中性檢驗(yàn)（Neutrality tests）;使用Network 10.1以Median-joining法構(gòu)建各單倍型間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖（Bandelt et al.，1999）。

2 結(jié)果與分析

2. 1 光倒刺鲃mtDNA序列特征及其遺傳多樣性

在10個(gè)光倒刺鲃群體中有347尾光倒刺鲃擴(kuò)增獲得mtDNA控制區(qū)序列，序列長(zhǎng)度為519 bp，其中T、C、A、G占比平均值分別為32.57%、19.16%、32.16%和16.11%;在所有mtDNA控制區(qū)序列中共檢測(cè)到62個(gè)變異位點(diǎn)，包含60個(gè)簡(jiǎn)約信息位點(diǎn)和2個(gè)單變異位點(diǎn)。在347個(gè)mtDNA控制區(qū)序列中，共定義出34個(gè)單倍型（表1）。其中，10個(gè)單倍型為2個(gè)或2個(gè)以上群體共享的單倍型，12個(gè)單倍型為單一群體內(nèi)多個(gè)個(gè)體所共享，其余12個(gè)單倍型僅存在于單一個(gè)體中。遺傳多樣性分析結(jié)果表明，10個(gè)光倒刺鲃群體的Hd平均為0.917，π平均為0.0359。以SG群體的Hd最高（0.827），CH群體（0.757）和YS群體（0.745）次之，ZC群體的Hd最低（0.057）;π的范圍為0.0001～0.0422，以YS群體的最高（0.0422），SG群體（0.0377）和CH群體（0.0310）次之，ZC群體的最低（0.0001）。

2. 2 光倒刺鲃群體的遺傳距離及遺傳分化情況

基于mtDNA控制區(qū)序列分析光倒刺鲃群體的遺傳距離和Fst，結(jié)果（表2）顯示，10個(gè)光倒刺鲃群體間的遺傳距離為0.0018～0.0790。其中，GL群體與CZ群體間的遺傳距離最小;ZC群體與HC群體間的遺傳距離最大，且與其他群體間的遺傳距離普遍較大（0.0413～0.0751）。10個(gè)光倒刺鲃群體間的Fst為 -0.0007～0.9978。其中，CH群體與2個(gè)北江水系群體（SG和YS）的Fst均較低（0.0674和0.0890），表明CH群體與北江水系群體（SG和YS）間的遺傳分化水平較低;ZC群體間與其余群體的Fst普遍較高（0.5286<Fst<0.9978），即ZC群體與其余群體間的遺傳分化水平較高。

2. 3 AMOVA分析結(jié)果

為了解光倒刺鲃群體分子變異的地理分布模式，將10個(gè)光倒刺鲃群體劃分為5個(gè)地理組群[長(zhǎng)江的贛江水系（QM和AY群體）、湘江水系（QZ群體）、珠江的東江水系（ZC群體）、北江（SG和YS群體）+流溪河水系（CH群體）及西江水系（GL、HC和CZ群體）]進(jìn)行AMOVA分析，結(jié)果（表3）表明，光倒刺鲃群體分子遺傳變異來自各區(qū)域分組間的占63.46%，來自各區(qū)域分組內(nèi)的僅占6.14%，而各采樣群體內(nèi)變異占30.40%，說明光倒刺鲃mtDNA控制區(qū)序列的遺傳分化主要來自各地理分組間。

2. 4 單倍型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果

對(duì)10個(gè)光倒刺鲃群體進(jìn)行單倍型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果（圖2）表明，不同單倍型的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)可分成3個(gè)子網(wǎng)絡(luò)（Subnet I～Subnet III）。其中，Subnet I包含所有贛江水系群體（QM和AY）和1個(gè)西江水系的CZ個(gè)體;Subnet II包含東江水系群體（ZC）、北江（SG和YS群體）和流溪河水系（CH群體）的部分個(gè)體和1個(gè)贛江水系的AY個(gè)體;Subnet III包含北江（SG和YS群體）和流溪河水系（CH群體）的部分個(gè)體、西江水系群體（GL、HC和CZ）和1個(gè)湘江水系的QZ個(gè)體。大多數(shù)單倍型間只有1～2步的變異步數(shù);Subnet I與Subnet II間的變異步數(shù)在33步以上，Subnet I與Subnet III間的變異步數(shù)在13步以上，而Subnet II與Subnet III間的變異步數(shù)在51步以上，是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖中變異步數(shù)最大的單倍型。

2. 5 單倍型系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果

為了更好地了解光倒刺鲃群體間的親緣關(guān)系，利用鄰接法（Neighbor-joining，NJ）對(duì)34個(gè)單倍型進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化分析，由構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹（圖3）可知不同單倍型聚類成兩大支系。其中，支系I又分為2個(gè)小分支（A和B），分支A包含北江+流溪河水系（CH、SG和YS群體）的部分個(gè)體、西江水系群體（GL、HC和CZ）和1個(gè)湘江水系的QZ個(gè)體，分支B則包含長(zhǎng)江水系群體（QM、AY和QZ）和1個(gè)西江水系的CZ個(gè)體;支系II包含東江水系（ZC群體）所有個(gè)體、北江+流溪河水系（CH、SG和YS群體）的部分個(gè)體及1個(gè)贛江水系的AY個(gè)體，群體分布與單倍型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖（圖2）基本一致。

2. 6 光倒刺鲃種群動(dòng)態(tài)分析結(jié)果

對(duì)10個(gè)光倒刺鲃群體的mtDNA控制區(qū)序列進(jìn)行中性檢驗(yàn)，結(jié)果（表4）顯示，AY、QZ和CZ群體的Tajima’s D為顯著性負(fù)值（P<0.05），對(duì)應(yīng)的Fu’s Fs分別為1.532、4.190和-1.021，均不顯著（P>0.05，下同）;其余群體的Tajima’s D為-1.136～2.824，F(xiàn)u’s Fs為-1.339～23.759，但統(tǒng)計(jì)均不顯著。此外，對(duì)10個(gè)光倒刺鲃群體進(jìn)行核苷酸錯(cuò)配分布分析，結(jié)果顯示各群體的核苷酸錯(cuò)配分布圖譜呈多峰形式。

3 討論

3. 1 光倒刺鲃遺傳多樣性

遺傳多樣性是指生物種內(nèi)與種間的遺傳差異程度，由生物與環(huán)境長(zhǎng)期進(jìn)化而演變形成，種群遺傳多樣性越高，表明種群適應(yīng)環(huán)境的能力越強(qiáng)，其生存和進(jìn)化的能力也越強(qiáng)（楊金權(quán)等，2008;張鶴千等，2015;董丁健和戴習(xí)林，2020）。其中，Hd和π是影響遺傳多樣性的2個(gè)重要參數(shù)（韓浩園等，2020）。本研究結(jié)果表明，10個(gè)光倒刺鲃群體的Hd平均為0.917，π平均為0.0359。其中，北江+流溪河水系3個(gè)群體（CH、SG和YS）具有較高的遺傳多樣性;而東江水系群體（ZC）和西江水系群體（GL、HC和CZ）的遺傳多樣性相對(duì)較低。依據(jù)Grant和Bowen（1998）對(duì)魚類mtDNA控制區(qū)序列Hd和π的劃分可知，珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃種群的遺傳多樣性總體上偏低。近年來，由于光倒刺鲃人工養(yǎng)殖的興起，個(gè)別養(yǎng)殖戶仍以捕撈江河光倒刺鲃的魚苗作為養(yǎng)殖苗種，導(dǎo)致江河群體補(bǔ)充數(shù)量不足，光倒刺鲃群體遺傳多樣性逐漸降低。另一方面，河流水質(zhì)污染也是影響魚類多樣性的重要因素。劉乾甫等（2019）對(duì)西江干流水質(zhì)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采樣區(qū)域氮源污染超標(biāo)率超過90%，尤其是人口較多、生產(chǎn)活動(dòng)較密集的區(qū)域，部分區(qū)域氨態(tài)氮等污染物大量存在，對(duì)幼魚和魚卵等產(chǎn)生毒性效應(yīng)，進(jìn)而威脅魚類生存。在本研究中，西江水系光倒刺鲃群體遺傳多樣性水平較低，也可能是受到水質(zhì)污染的影響。此外，各流域中建設(shè)大量水利工程則造成魚類的棲息地嚴(yán)重萎縮和片段化分布，阻隔各水系間的基因交流，導(dǎo)致魚類資源下降（李德旺，2012;李躍飛等，2015），也可能導(dǎo)致光倒刺鲃群體遺傳多樣性進(jìn)一步降低。遺傳多樣性降低會(huì)導(dǎo)致物種對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)能力減弱和優(yōu)良性狀衰退，不利于種質(zhì)資源的保護(hù)及利用（Crandall et al.，1999）。因此，亟需采取有效保護(hù)措施以實(shí)現(xiàn)對(duì)光倒刺鲃種質(zhì)資源的可持續(xù)利用。

3. 2 光倒刺鲃群體遺傳分化

由于生存環(huán)境的變更及長(zhǎng)期的地理隔離，導(dǎo)致同一物種不同地理種群間產(chǎn)生遺傳分化（Duncan et al.，2016）。本研究中，10個(gè)光倒刺鲃群體間的Fst為 -0.0007～0.9978，其中，ZC群體與其余群體間的Fst普遍較高（0.5286<Fst<0.9978），即ZC群體與其余群體間的分化水平較高。將10個(gè)群體劃分成贛江水系、湘江水系、東江水系、北江+流溪河水系和西江水系等5個(gè)地理組群進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)東江水系群體與其他水系群體間均具有較高的遺傳分化，尤其是與贛江水系群體、湘江水系群體和西江水系群體間的Fst均超過0.9500;西江水系群體與贛江水系群體和湘江水系群體間的Fst也較高，均在0.8500以上;群體間的遺傳距離也表明不同水系光倒刺鲃群體間存在較明顯的遺傳分化。此外，AMOVA分析結(jié)果顯示，63.46%的光倒刺鲃mtDNA控制區(qū)序列分子遺傳變異來自各地理分組間，進(jìn)一步證實(shí)各區(qū)域分組間的光倒刺鲃群體已發(fā)生明顯分化。單倍型系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹及其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖均顯示，10個(gè)光倒刺鲃群體聚類為三大支系，除了有個(gè)別交集外，東江水系、西江水系、贛江水系+湘江水系的光倒刺鲃群體分布在3個(gè)不同的獨(dú)立分支上，而北江+流溪河水系群體分別與東江水系群體和西江水系群體有較多交集。可見，長(zhǎng)江水系與珠江水系光倒刺鲃群體間的親緣關(guān)系較遠(yuǎn);在珠江水系內(nèi)部，東江水系與西江水系光倒刺鲃群體間的親緣關(guān)系也較遠(yuǎn)，而北江+流溪河水系與東江水系和西江水系光倒刺鲃群體間的親緣關(guān)系較近。南嶺山脈的形成可能是長(zhǎng)江水系與珠江水系光倒刺鲃群體分化的重要原因之一。從地理位置來看，西江與北江干流通過思賢滘聯(lián)通，北江水系光倒刺鲃群體與西江水系光倒刺鲃群體發(fā)生基因交流，致使其親緣關(guān)系較接近;而流溪河下游多處與北江聯(lián)通，光倒刺鲃群體發(fā)生頻繁的基因交流，導(dǎo)致其親緣關(guān)系非常接近。獅子洋將東江與北江和西江連接、并與西江隔離開來，間冰期海平面上升時(shí)，東江將西江和北江形成一定地理隔離（Wang et al.，1999;Liu et al.，2003;梁曉旭等，2010），而后期東江水系光倒刺鲃群體又可在潮汐交替時(shí)通過獅子洋與北江水系光倒刺鲃群體接觸，使得東江水系與北江水系的光倒刺鲃群體發(fā)生基因交流。即復(fù)雜的地形地貌導(dǎo)致珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃群體形成較明顯的地理隔離。

3. 3 光倒刺鲃種群動(dòng)態(tài)分析

了解物種的種群遺傳結(jié)構(gòu)及其歷史動(dòng)態(tài)，可用于預(yù)測(cè)物種進(jìn)化潛能，為保護(hù)各水系魚類的遺傳多樣性提供依據(jù)。中性檢驗(yàn)常用于判斷種群是否經(jīng)歷過擴(kuò)張事件，若Tajima?s D和Fu?s Fs均呈負(fù)值，且在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具有顯著性，說明基因序列中含有較中性進(jìn)化模型更多的核苷酸位點(diǎn)變異，即該種群可能發(fā)生過擴(kuò)張事件（Tajima，1989）。本研究結(jié)果表明，10個(gè)光倒刺鲃群體的Fu?s Fs為-1.339～23.759，平均為9.857，但P均大于0.05;Tajima?s D為-2.613～2.824，其中AY、QZ和CZ群體的Tajima’s D為顯著性負(fù)值;核苷酸錯(cuò)配分布分析結(jié)果顯示各群體的核苷酸錯(cuò)配分布圖譜呈多峰形式。可見，珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃群體尚未發(fā)生過種群擴(kuò)張，與藍(lán)昭軍等（2016）基于Cyt b基因?qū)Σ糠种榻烷L(zhǎng)江光倒刺鲃群體的分析結(jié)論相似。

4 結(jié)論

珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃群體遺傳多樣性總體上偏低，應(yīng)加強(qiáng)其種質(zhì)資源保護(hù)，尤其是北江水系群體野生資源相對(duì)較豐富宜作為重點(diǎn)保護(hù)單元。復(fù)雜的地形地貌導(dǎo)致珠江和長(zhǎng)江水系光倒刺鲃群體形成明顯的地理隔離，群體間已發(fā)生明顯分化，且受各種人為活動(dòng)干擾導(dǎo)致其種群收縮，因此亟待采取有效防護(hù)措施以保證光倒刺鲃種質(zhì)資源的可持續(xù)利用。

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收稿日期：2020-11-19

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41673110）;廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（201804010486）

通訊作者：李強(qiáng)（1983-），https：//orcid.org/0000-0002-5899-3776，博士，主要從事淡水魚類生態(tài)與親緣地理研究工作，E-mail：LQ512328 @163.com

第一作者：李文俊（1991-），https：//orcid.org/0000-0001-8020-3534，研究方向?yàn)轸~類生態(tài)學(xué)，E-mail：leewenjun@163.com

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