鲑科鱼类是一种古老的鱼类,根据古化石研究证明,其在一亿多年前就已经存在。细鳞鲑作为亚洲特有的鲑科鱼类,其分布范围和演化历史对于研究鱼类区系组成、气候变化和地理地质等方面具有重要价值。同时,细鳞鲑作为我国大江大河中的重要鱼类组成,其种质资源的保护对于江河生物多样性的稳定和水陆两域生态保护具有重要作用。本研究根据多年研究和经验积累首次完成了秦岭细鳞鲑从人工驯化、亲本培育到子二代繁育整个过程的关键技术攻关,为秦岭细鳞鲑全人工繁育提供了技术支撑;利用转录组学和基因组学等分子技术研究了细鳞鲑的热胁迫响应机制和群体遗传学研究,并对细鳞鲑的演化历史和基因组上受驯化选择影响的区域进行了系统分析。获得相关研究成果如下:1.秦岭细鳞鲑从人工驯化到子二代繁育涉及亲本驯化、培育、人工繁殖、苗种开口驯化、度夏越冬培育等多个技术环节。基于各环节关键技术进行了针对性研究和经验总结,目前,针对亲本培育主要采用黄粉虫和配合饲料交替投喂驯化;选用鲑鱼促性腺激素释放激素类似物进行人工催产,注射剂量为0.5 m L/kg体重,催产后48 h到72 h进行人工采卵授精,水质需满足如下要求:T:8℃～12℃,DO≥8.0㎎/L,日水温差≤2℃,溶解氧饱和度≥90%,p H 7.8～8.3;苗种开口主要以丰年虫为主,后期增加人工配合饲料进行转口驯化;度夏和越冬期间的病害防控主要依靠科学严谨的管理和预防,避免群体性发病。2.通过对鳃和肝组织转录组测序,首次获得了385,314个转录本,保留了110,712个蛋白编码转录本,其中N50和平均长度分别为1677和910bp。从3个野生群体中随机抽取90个个体,筛选到20个具有多态性位点的微卫星标记,这些标记在三个种群中总体表现良好,可在未来对野生种群监测和管理提供指导作用。本研究仅测试了192个SSR标记,还有75,699个SSR标记未被利用,这将成为未来开发高质量SSR标记的重要资源,并为今后濒危鱼类的规模化保护研究和资源评估提供重要支撑。3.基于转录组学对秦岭细鳞鲑在热胁迫下机体响应机制的研究结果表明,在热胁迫作用下,对照组和耐受组在转录组模式上相似,敏感组比耐受组差异表达的基因更多,提示耐受组的基因表达可能随着暴露时间的增加而恢复到基础水平。组织差异是影响基因表达的主要因素,它们对热胁迫也表现出不同的生理反应。实验中发现一个有趣的规律,即在鳃组织中表现出更多的DEGs上调,在肝脏组织中发现更多的DEGs下调。其中在鳃组织中差异表达的转录组主要富集于:（1）蛋白质修饰;（2）离子转运;（3）细胞骨架;（4）免疫应答;（5）抗氧化应激和（6）代谢应答。在肝脏中的主要富集有:（1）代谢变化;（2）免疫应答;（3）内分泌应答;（4）细胞骨架和（5）离子转运。表明热胁迫下转录组有组织特异性反应。热胁迫常常会引起应激相关的炎症反应,从而诱发免疫应答。特别是在抗温组,由于热环境暴露时间长,一系列免疫系统被激活。虽然本研究不能准确评估秦岭细鳞鲑的热安全裕度,但基于我们从2017年到2020年四年的水温监测数据分析,秦岭细鳞鲑成鱼的热安全裕度大约为3.5℃,其胚胎和性成熟个体的热安全裕度将会极窄,可能使他们处于灭绝的边缘。4.通过高通量测序技术对太白河、白云峡、张家川、塞罕坝和延边5个地理群体细鳞鲑的24个体进行全基因组重测序,获得了1.3Tb的数据量,检测到了6670万个SNP位点。从细鳞鲑群体系统发生树和群体遗传结构的分析发现5个地理群体分开,缺少基因交流,根据血统关系5个地理群体来自4个祖先,其中白云峡和张家川为同一个祖先群体。根据单拷贝同源基因进化速率计算的分化时间显示:太白河种群最早与其他种群分化出来,预示着位于长江上游汉江支流的太白河种群可能是最古老的种群,而且细鳞鲑可能是从大西洋和特提斯海进入到现在的秦岭南麓区域,随后随着青藏高原的隆升和特提斯海的消亡被陆封,张家川和白云峡种群的隔离可能跟秦岭的隆升相关;而对于白云峡群体为什么能够与塞罕坝和延边群体直到到16.49Mya才分离,可能的解释是他们在24.91Mya-16.49Mya期间还有基因交流,说明白云峡群体在与张家川群体没有基因交流后,还能够通过河流或者海洋与塞罕坝和延边群体进行基因交流,而支撑这种交流的河流只有渭河,所以渭河当时可能已经通海。群体主成分分析表明主要影响因素跟其分布地理位置相关,不同的地理环境对不同群体进行了环境选择和环境适应。在种群动态历史分析中可以看到太白河、白云峡和张家川的种群历史动态比较相似,而延边和塞罕坝的波动比较剧烈,这可能也跟样本数量少,不具代表性有关。连锁不平衡分析显示在相同物理距离内群体内发生重组的概率大小依次为太白河＞张家川＞白云峡。基于SNP数据对各地理群体的受选择基因进行选择性清除分析,并进行相关数据库功能注释和富集分析,为进一步遗传育种和相关分子标记提供了丰富的参考数据。5.基于以上研究,对于细鳞鲑的保护亟需加强,尤其是对于太白河、白云峡和张家川所处长江和黄河流域的秦岭细鳞鲑,目前,这些区域的种群分布呈现范围广、种群小、碎片化严重,需要进行积极的生态保护和种群修复,在人工繁育完全熟化的基础上规模化持续开展人工繁育和增殖放流活动,对于濒危的自然种群可以起到积极的修复作用,同时,通过跟踪监测对修复方法和技术进行调整优化,建立种质资源保护模型,细鳞鲑的栖息地范围扩大、海拔降低、河流间的基因交流恢复和种群数量增加未来可期,另外,基于良好的自然种群数量,对于监测气候变化和大江大河的生态稳定具有深远而重要的作用。