大黃魚野生與養(yǎng)殖群體遺傳結(jié)構(gòu)的比較研究

陳 錦, 黎中寶, 方 秀, 雷光高, 張桂玲, 趙斌麗, 王展林

(1. 集美大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院, 福建 廈門361021; 2. 集美大學(xué) 水產(chǎn)生物技術(shù)研究所, 福建 廈門361021; 3. 福建閩威水產(chǎn)實業(yè)有限公司, 福建 福鼎 355200)

大黃魚野生與養(yǎng)殖群體遺傳結(jié)構(gòu)的比較研究

陳 錦1,2, 黎中寶1,2, 方 秀3, 雷光高1,2, 張桂玲1,2, 趙斌麗1,2, 王展林1,2

(1. 集美大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院, 福建 廈門361021; 2. 集美大學(xué) 水產(chǎn)生物技術(shù)研究所, 福建 廈門361021; 3. 福建閩威水產(chǎn)實業(yè)有限公司, 福建 福鼎 355200)

采用垂直板型不連續(xù)聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)對福建野生與養(yǎng)殖大黃魚(Pseudosciaena crocea)4個群體(湄洲野生群體、寧德野生群體、寧德養(yǎng)殖群體、連江養(yǎng)殖群體)的遺傳結(jié)構(gòu)進行了比較研究。結(jié)果表明, 4個大黃魚群體的平均每位點有效等位基因數(shù)為 1.1250～1.1293, 多態(tài)位點百分數(shù)為12.50%～18.75%, 觀察雜合度為 0.1250, 期望雜合度為 0.0636～0.0677。湄洲灣野生群體的遺傳多樣性高于養(yǎng)殖群體。4個大黃魚群體間的遺傳分化很低, 4個大黃魚群體間遺傳距離在0.0000～0.0001, 平均遺傳距離為0.0005, 遺傳分化系數(shù)(Fst= 0.0004)低, 基因流(Nm= 609.6667)大。

大黃魚(Pseudosciaena crocea); 等位酶; 遺傳多樣性; 遺傳分化; 遺傳結(jié)構(gòu)

大黃魚(Pseudosciaena crocea), 屬鱸形目(Perciformes)、石首魚科(Sciaenidae)、黃魚屬(Pseudosciaena), 俗稱黃魚、黃花魚等, 主要分布于中國黃海南部、東海和南海, 是中國單一品種養(yǎng)殖規(guī)模最大的海水經(jīng)濟魚類[1,2]。大黃魚野生資源由于過度捕撈等原因瀕于枯竭, 不形成漁汛[3]。福建省大黃魚網(wǎng)箱養(yǎng)殖自1990年突破百萬尾全人工批量育苗大關(guān)后得到迅速發(fā)展, 大黃魚養(yǎng)殖成為福建閩東地區(qū)漁業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。近年來養(yǎng)殖大黃魚出現(xiàn)性早熟、生長緩慢、病害頻發(fā)等種質(zhì)資源退化現(xiàn)象, 這些現(xiàn)象往往與群體遺傳多樣性下降有關(guān)[4]。因此大黃魚野生資源及養(yǎng)殖群體遺傳多樣性的檢測對于大黃魚種質(zhì)資源保護、繁殖和育種顯得十分的必要。此前許多學(xué)者采用不同技術(shù)方法對其他地區(qū)的大黃魚進行了相關(guān)分析[4～9]。作者采用等位酶技術(shù)對福建寧德、連江及莆田的野生及養(yǎng)殖共 4個大黃魚群體的遺傳多樣性及分化進行了研究, 以期為大黃魚野生資源的保護和人工養(yǎng)殖、育種提供遺傳學(xué)資料。

1 材料與方法

大黃魚共 4個群體, 寧德野生與養(yǎng)殖群體取于2007年5月, 連江養(yǎng)殖群體取于2007年7月, 湄洲野生群體取于2007年8月。每個群體各30尾。所有樣品均加冰運送至實驗室, 立即存于-80°C冰箱保存至分析。

每個群體各取30個樣品, 實驗時取冰凍大黃魚背部肌肉少許, 剪碎放入研缽中, 加入2～3倍體積的Tris-HCl緩沖液(pH7.0)冰浴研磨, 4°C 離心 10 min(12 000 r/min), 取上清液按2∶1加入40%蔗糖溶液及20 μL溴酚藍, 直接電泳或低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

電泳采用垂直板型不連續(xù)聚丙烯酰胺凝膠(PAGE)電泳。濃縮膠和分離膠質(zhì)量分數(shù)分別為2.5%和7.0%, pH值分別為8.9和6.7。實驗共檢測8個酶16個位點, 電泳條件參照黎中寶等[10]的方法, 等位酶的縮寫參照 Shaklee 等[11]的方法, 酶譜判譯參照王中仁[12]的方法, 實驗共檢測8個酶(表1)。

群體的等位基因頻率(allelic frequency)、多態(tài)位點百分數(shù)(percentage of polymorphic loci,簡稱P)、平均每位點有效等位基因數(shù)(mean effective number of alleles per locus, 簡稱Ae)、期望雜合度(expected heterozygosity,簡稱He)、觀察雜合度(observed heterozygosity,簡稱Ho)、遺傳距離(genetic distance)和遺傳一致度(genetic identity)及遺傳分化系數(shù)(Fst)采用POPGENE 1.3.2軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。

表1 實驗所分析的等位酶、E.C.代碼及位點數(shù)目Tab.1 Enzyme systems, E.C.code and Numbers of loci ofP.crocea populations

2 結(jié)果與分析

2.1 4個大黃魚群體的遺傳多樣性

4個大黃魚群體的等位基因頻率見表2。在4個大黃魚群體檢測的8個酶16個位點中, 有3個多態(tài)位點(P0.99), 它們是Ldh-2、Sod-2及Est-2位點, 單態(tài)位點為13個, 它們是Ldh-1、Sod-1、Adh-1、Sdh-1、Mdh-1、Mdh-2、Me-1、Me-2、Me-3、Me-4、Aat-1、Est-1、Est-3位點。

4個大黃魚群體平均每個位點有效等位基因數(shù)為 1.1250～1.1293, 多態(tài)位點百分數(shù)為 12.50%～18.75%, 觀察雜合度為 0.1250, 期望雜合度為0.0636～0.0677(表3)。

表2 4個大黃魚群體的等位基因頻率Tab. 2 Allele frequencies in 4 P.crocea populations

表3 4個大黃魚群體遺傳多樣性參數(shù)Tab. 3 Indices of genetic diversity of the 4 populations of P.crocea by allozyme

2.2 4個大黃魚群體間的遺傳分化

4個大黃魚群體間的遺傳分化很低。4個大黃魚群體間遺傳距離為0.0000～0.0001, 平均遺傳距離為0.0005 (表4), 4個大黃魚群體間的分化系數(shù)為0.0004,群體間的基因流為609.6667。

3 討論

3.1 大黃魚的遺傳多樣性

多態(tài)位點百分比、平均觀察雜合度和平均每個位點有效等位基因數(shù)目是群體變異水平及等位基因豐富程度的主要指標(biāo)。本研究中大黃魚的多態(tài)位點百分比為 12.5%～18.75%, 這與梭魚(Liza haemato-chelia)(13.1%～26.2%)[13]、牙鲆(Paralichthys olivaceus)(14.29%～23.81%)[10,14]、斜帶髭鯛(Hapalogenys nitens)(17.39%)[15]相近, 高于花尾胡椒鯛(Plectorhinchus cinctus)(8.33%)[16]和狀黃姑魚(Nibea miichthioides)(4.55%～9.09%)[17], 但低于鱸魚(Lateolabrax japonicus)(22.6%～25.8%)[18]、真鯛(Pagrus major)(25%～45%)[19]、漠斑牙鲆(Paralichthys lethostigma)(33.3%)[20]和14種魚類平均值(30.6%)[21]。大黃魚的平均觀察雜合度(Ho)為 0.1250, 與真鯛(0.095～0.141)[19]相近, 高于牙鲆(0.0788～0.104)[10]、梭魚(0.064～0.092)[13], 但低于漠斑牙鲆(0.1547)[20]。大黃魚的平均每個位點有效等位基因數(shù)目為1.1250～1.1293, 這與梭魚(1.101～1.132)[13]、狀黃姑魚(1.05～1.14)[17]相近, 高于花尾胡椒鯛(1.083)[16],但低于斜帶髭鯛(1.174)[15]、牙鲆(1.19～1.24)[10]、真鯛(1.22～1.267)[19]及漠斑牙鲆(1.2196)[20]。綜上可見,大黃魚遺傳多樣性處于中等偏下水平。

表4 4個大黃魚群體的遺傳一致度(對角線右上)和遺傳距離(對角線左下)Tab. 4 Genetic distance between the 4 populations of P.crocea

寧德野生和養(yǎng)殖群體及連江養(yǎng)殖群體遺傳多樣性水平幾乎一致, 這可能有兩方面的原因。一方面,人工增殖放流影響。大黃魚野生資源由于過度捕撈受到毀滅性的破壞, 為恢復(fù)大黃魚野生資源量, 各地采取了人工放流大黃魚魚苗的措施, 僅寧波地區(qū)2003～2005年每年放流150萬尾。而人工放流的大黃魚苗多為養(yǎng)殖后代, 由于數(shù)量巨大, 其與野生大黃魚的雜交, 勢必對野生資源產(chǎn)生一定的遺傳污染等影響。另一方面, 人工網(wǎng)箱養(yǎng)殖過程中, 由于臺風(fēng)等各種因素的影響, 一定數(shù)量逃逸的養(yǎng)殖大黃魚也混入野生群體中。湄洲野生大黃魚群體遺傳多樣性水平較寧德野生群體高, 推測可能由于湄洲大黃魚養(yǎng)殖很少, 逃逸的大黃魚較少的原因。本研究發(fā)現(xiàn)野生群體平均多態(tài)位點百分比為18.5%, 高于養(yǎng)殖群體的12.5%。這與其他學(xué)者在大黃魚[6]、牙鲆[14]、 狀黃姑魚[17]、真鯛[19]等研究的結(jié)果相似。養(yǎng)殖群體遺傳多樣性的喪失主要由于親本數(shù)量少引起的遺傳瓶頸效應(yīng)及其伴隨發(fā)生的遺傳漂變和近交衰退等作用。而養(yǎng)殖魚類在遺傳多樣性水平上的喪失往往與其種質(zhì)退化現(xiàn)象, 如生長緩慢、成魚個體小、性成熟提早、抗病能力下降、肉質(zhì)變差等有著很大的聯(lián)系。因此在養(yǎng)殖過程中應(yīng)注重親魚的數(shù)量和遺傳背景, 實施科學(xué)的繁育和養(yǎng)殖管理措施。

3.2 大黃魚群體間的遺傳分化

大黃魚 4個群體間的平均遺傳距離為 0.0005,群體間的遺傳分化較低為 0.0004, 基因流為609.6667。這可能由于人工放流和養(yǎng)殖逃逸的影響,致使野生群體和養(yǎng)殖群體間存在很大的基因交流。養(yǎng)殖群體逃逸對于野生資源的保護影響往往是不利的, 由于養(yǎng)殖群體遺傳背景單一, 進入自然海區(qū)與野生種雜交, 使野生魚類基因庫損失大量的遺傳變異, 從而直接影響到其遺傳多樣性水平。Clifford 等[22]發(fā)現(xiàn)一些人工孵化的大西洋鮭苗種逃逸到自然界而使得自然群體平均雜合度明顯下降的現(xiàn)象。因此為保護大黃魚野生種質(zhì)資源, 應(yīng)進行嚴格的封閉養(yǎng)殖, 或者應(yīng)用不育品種于養(yǎng)殖。而放流人工繁殖苗種,其遺傳背景也很單一, 因此在放流時應(yīng)綜合考慮其對野生資源的遺傳污染等負面影響, 應(yīng)放流遺傳多樣性豐富的野生群體的子一代。

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The genetic structure of wild and cultivated populations ofPseudosciaena crocea

CHEN Jin1,2, LI Zhong-bao1,2, FANG Xiu3, LEI Guang-gao1,2, ZHANG Gui-ling1,2,ZHAO Bin-li1,2, WANG Zhan-lin1,2
(1.Fisheries College, Jimei University, Xiamen 361021, China; 2. Institute of Aquaculture Biotechnology, Jimei University, Xiamen 361021, China; 3.Fujian Minwei Aquatic Products Industrial Corporation Limited, Fuding 355200, China)

Nov. ,26, 2008

Pseudosciaena crocea;allozyme; genetic diversity; genetic differention; genetic structure

Genetic structures of wild and cultivated populations ofPseudosciaena croceawere investigated using the assay of vertical slab polyacrylamide gel electrophoresis. The results showed that the mean effective number of alleles per locus (Ae) ranged from 1.1250 to 1.1293, the percentage of polymorphic loci (P) ranged from 12.50 % to 18.75 %, the observed heterozygosity (Ho) was 0.1250, and the expected heterozygosities (He) ranged from 0.0636 to 0.0677. The genetic differentiation amongP. croceapopulations was low. Genetic distance a among populations ranged from 0.0000 to 0.0001, genetic differentiaion index (Fst)among populationswas 0.0004, and gene flow was high (Nm=609.6667).

Q953 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-3096(2010)02-0045-04

2008-11-26;

2009-03-18

福建省高等教育新世紀優(yōu)秀人才支持計劃資助項目(閩教科〔2006〕35號); 集美大學(xué)創(chuàng)新團隊基金資助項目(2007A001); 福建省海洋與漁業(yè)廳科技項目

陳錦(1981-), 福建福安人, 碩士, 主要從事水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)研究,電話：13799808167, E-mail：Cj198166@163.com; 黎中寶, 通信作者,E-mail：lizhongbao@jmu.edu.cn

譚雪靜)