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海洋桡足类是海洋浮游动物的重要组成部分,种类多、数量大、分布广,既是中、上层经济鱼类(特别是幼鱼)和鲸类的主要摄食对象,又是养殖鱼、虾类幼体的重要饵料,故具有重要经济意义。此外,桡足类作为生产力第二环节(次级生产力)中的重要组成部分,在初级生产和更高营养级之间起着承上启下的重要作用,在海洋生态系统中占着很重要的位置,所以对桡足类的研究具有非常重要的意义。本文分三部分内容,包括以mtCOI基因的DNA序列为基础,探讨其在物种鉴定中的应用;另两部分分别以mtCOI基因的DNA序列多样性和ISSR分子标记为基础,对我国不同海域桡足类的遗传多样性和种群结构进行初步分析。
准确的物种鉴定是研究桡足类生活史、种群结构和进化的前提和基础。线粒体DNA(mtDNA)序列具有进化较快和不重组特点,这使其成为物种鉴定的强有力工具。本文对采自中国东海的四种哲水蚤桡足类进行mtCOI序列扩增,测序获得658bp长度片段,与NCBI中其他桡足类比较,发现种间遗传距离在0.2-0.3之间,可以依此重现构建种间系统发生关系;利用mtCOI序列差异实现分子水平上的鉴定将更适用于鉴定桡足类幼体,对幼体发育阶段的辨别将有助于了解浮游动物群体的补充和其他种群动力过程。
本文采用ISSR分子标记技术对黄、东海平滑真刺水蚤群体遗传多样性与种群遗传结构进行了研究,筛选出4条多态位点较丰富的ISSR引物,通过ISSR-PCR扩增,结果显示两个群体之间的遗传分化系数Gst=0.0949,基因流水平Nm=4.7667>1,这说明基因流足以抵制遗传漂变的作用,防止了种群分化的发生,使得两个群体之间的遗传相似性很高而遗传分化很小。平滑真刺水蚤是一种暖水种,冬季在南黄海出现。有研究发现其在南黄海的出现是黄海暖流输送的结果,这在一定程度上解释了南黄海与东海两群体间遗传相似性高的原因;另外平滑真刺水蚤的分布格局清楚地显示了黄海暖流是从表层之下沿黄海水槽向北进入黄海的,所以平滑真刺水蚤可以作为黄海暖流的指示种,对其进行更深入研究将有助于了解环境变化与生物响应机制之间的关系。
DNA序列分析是目前检测DNA水平多态性最精确的方法。本文对采自黄、东海3个地理群体的中华哲水蚤进行mtCOI基因片段扩增并测序,54个个体获得片段长度均为658bp,共检测到了36个多态性核苷酸位点,25种单倍型,其碱基组成A、C、G、T平均含量分别为23.63%,19.70%,22.72%和33.95%。3个中华哲水蚤群体的遗传距离在0.00335-0.00435间,总体核苷酸多样性(Pi)和单倍型多样性(h)分别为0.0034与0.79。这些数据显示该3个中华哲水蚤群体种群遗传分化程度较低。单倍型分析显示它们在这些中华哲水蚤群体中的分布呈规律性,但是这些单倍型却没有较好的聚类,所以这些单倍型不能代表是否是此海域仅有单倍型,有关中华哲水蚤遗传分化的确定,尚有待今后进一步研究。