天津市3个黄鳝野生群体的遗传多样性分析

刘肖莲 郝爽 张连英 吴宁 徐晓丽 耿绪云

摘    要：为了解天津地区野生黄鳝的种质资源现状，采用9对微卫星分子标记对海河、宝坻、蓟州等3个野生群体进行了遗传多样性和遗传结构分析。结果显示，9个位点在3个群体共扩增出78个等位基因，各群体的平均等位基因数（Na）为5.666 7～7.555 6，平均期望杂合度（He）为0.561 6～0.590 5，平均观测杂合度（Ho）为0.361 1～0.434 6，平均多态信息含量（PIC）为0.521 9～0.551 7。群体间的遗传分化指数（Fst）为0.024 4～0.088 1，说明遗传分化处于中等偏弱的水平。分子方差结果表明，遗传变异主要来源于群体内部（95.31%），仅少部分的变异来源于群体间（4.69%）。基于Nei's遗传距离的聚类树显示，宝坻群体与海河群体首先聚为一支，二者再与蓟州群体聚为一支。总体来看，3个野生黄鳝群体遗传多样性较为丰富，遗传分化处于中低水平，可作为种质材料进行下一步开发利用。

关键词：黄鳝;微卫星;遗传多样性;遗传结构

中图分类号：S917         文献标识码：A            DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.11.010

Genetic Diversity Analysis of Three Wild Monopterus albus Populations in Tianjin Area

LIU Xiaolian， HAO Shuang， ZHANG Lianying， WU Ning， XU Xiaoli， GENG Xuyun

（Tianjin Fisheries Research Institute，Tianjin 300221，China）

Abstract： In order to understand the germplasm resources status of Monopterus albus in Tianjin area， genetic diversity and population structure of three wild M. albus populations were investigated by nine microsatellite markers. The results showed that a total of 78 alleles were amplified from the nine loci. The average number of alleles（Na） in each population was 5.666 7-7.555 6， and the average expected heterozygosity （He） was 0.561 6-0.590 5， with the average observed heterozygosity（Ho） ranging from 0.361 1 to 0.434 6， and the average polymorphic information content （PIC） varying from 0.521 9 to 0.551 7. The genetic differentiation coefficient （Fst） was from 0.024 4 to 0.088 1， which indicated a low to moderate differentiation among populations. The AMOVA analysis revealed that most of the genetic variance occurred within populations（95.31%）， while a few of genetic variance existed between populations （4.69%）.The phylogenetic tree based on Nei's genetic distance showed that haihe and baodi population were clustered as the first clade， then gathered together with jizhou population. In conclusion， the genetic diversity of the three wild M. albus populations was relatively abundant， and the genetic differentiation was at a low and medium level， which could be used as germplasm materials for further development and utilization.

Key words： Monopterus albus; microsatellite; genetic diversity; population structure

黃鳝（Monopterus albus），又称鳝鱼、田鳗，隶属于硬骨鱼纲合鳃目合鳃科黄鳝属，具有较高的营养和药用价值，是一种名贵的淡水鱼类。黄鳝喜栖在稻田、沟渠、泥塘等处，在我国除西北高原外的淡水水域中均有分布[1]。目前，天津市在黄鳝人工养殖方面尚处于空白阶段，市场销售的黄鳝大多依赖于野生捕捞。由于过度捕捞以及农药化肥的使用，导致黄鳝野生资源量日趋减少[2]，亟需对其种质资源进行保护与评价。

微卫星又称简单重复序列（simple sequence repeat，SSR），是一種共显性分子标记，具有数量丰富、易于检测、重复性好等优点，已被广泛应用于水产动物的亲权鉴定、遗传结构分析、分子标记辅助育种等方面[3-5]。目前，已有研究报道了长江流域、淮河水系等水域的黄鳝野生群体遗传多样性[6-7]，尚未有报道对天津地区的黄鳝群体进行遗传多样性研究。本试验采用9对微卫星标记对天津地区3个野生群体进行了遗传多样性分析，为天津市黄鳝的种质资源保护与利用提供参考。

1 材料和方法

1.1 样本来源

本试验所用的3个野生群体分别采集于天津市宝坻区黄庄镇沟渠（40尾）、天津市海河二道闸附近水域（34尾）、天津市蓟州区于桥水库（43尾）。剪取黄鳝背部肌肉于无水乙醇中保存备用。

1.2 微卫星分析

采用醋酸铵法提取黄鳝基因组DNA，经1%琼脂糖凝胶电泳检测DNA质量。引物来源于已公开发表的黄鳝微卫星位点[8-9]。PCR扩增体系：10×Buffer 2.5 μL， dNTP mix 0.2  mmoL·L-1，正反向引物各0.4  mmoL·L-1，Taq酶1 U，模板100 ng，无菌水补足至25 μL。反应程序为：94  ℃预变性5  min; 94  ℃变性30  s，Tm退火30  s，72 ℃延伸45 s，循环35次;最后72 ℃延伸10 min。PCR产物在自动测序仪ABI3730XL上进行毛细管电泳，利用Gene Mapper v4. 0读取扩增片段长度。

1.3 数据分析

根据等位基因片段大小，利用软件POP Gene3.2计算各个群体的等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ne）、等位基因频率、期望杂合度（He）、观测杂合度（Ho）、Nei's遗传距离;采用在线软件Genepop分析群体的哈迪温伯格状态;根据等位基因频率，采用PIC-CACL计算各位点的多态信息含量（PIC）;采用Arlequin3.11软件进行分子方差分析，并计算群体间的遗传分化系数（Fst）;采用MEGA5.0基于邻接法（Neighbor-joining method， NJ）构建群体的聚类树。

2 结果与分析

2.1 微卫星位点的多态性

9个位点在3个群体中共扩增出78个等位基因，等位基因数的分布范围为5～19。各位点的期望杂合度为0.206 9～0.827 2，平均值为0.599 1;观测杂合度为0.085 5～0.726 5，平均值为0.399 8;多态信息含量为0.202 2～0.807 0，平均值为0.562 2（表1）。

2.2 群体的遗传多样性分析

从表2可知，3个群体的等位基因数在2～14之间，其中宝坻群体在位点SZ75上的等位基因数最少（Na=2），蓟州群体在位点SZ97上的等位基因数最多（Na=14）。有效等位基因数（Ne）的范围为1.078 5～5.430 2，有效等位基因数普遍低于实际等位基因数，说明群体的等位基因分布不均匀。多态信息含量（PIC）为0.071 4～0.792 8，3个群体的PIC均值为0.521 9，0.522 3，0.551 7。观测杂合度（Ho）为0.025 0～0.767 4，其中Ho均值最大的是海河群体（0.434 6），均值最小的是宝坻群体（0.361 1）。期望杂合度（He）为0.072 8～0.815 8，群体间的He均值较为接近。哈迪温伯格平衡检验结果表明，3个群体中共有6个位点显著偏离哈迪温伯格平衡（P<0.05），11个位点极显著偏离哈迪温伯格平衡（P<0.01），这些位点全部表现为杂合子缺失（Ho

2.3 群体间的遗传分化

由表3可知，两两群体间的遗传分化系数（Fst）分布在0.024 4～0.088 1之间，宝坻群体与海河群体、宝坻群体与蓟州群体的遗传分化程度较弱（Fst<0.05），蓟州群体与海河群体间存在着中等程度的遗传分化（0.05

3 结论与讨论

3.1 群体的遗传多样性

生物群体的遗传多样性是物种适应环境条件变化、维持长期生存和进化的基础。同时，丰富的遗传多样性意味着较强的育种和遗传改良能力[10]。多态信息含量（PIC）、等位基因数（Na）等均是反映群体遗传多样性的重要指标。根据BOTSTEIN D的判断标准[11]，当PIC<0.25，位点为低度多态，0.250.5时为高度多态位点。本试验中，除了位点SZ45、SZ87、SZ75在3个群体中表现为中度或低度多态，其他位点均为高度多态， Ma系列引物的多态性高于SZ系列引物。3个群体的平均PIC值均大于0.5，总体表现为高度多态。本研究的等位基因数（2～14）和观测杂合度（0.025 0～0.767 4）低于ZHOU等[6]、周宇芳等[8]的结果，与张飞飞[9]的研究基本相符。3个群体中，共有17个位点偏离哈迪温伯格平衡，所有偏离的位点均表现为杂合子缺失，可能是无效等位基因或者群体内存在非随机交配引起的。上述研究表明，本试验的3个野生黄鳝群体的遗传多样性较为丰富，可作为较好的种质材料进行保护与利用。

3.2 群体间的遗传分化

水产动物种群产生遗传分化的程度受其生存环境、迁移能力、餌料分布与基因交流等因素的影响，遗传变异的产生是为了适应生存环境的不断变化而必须经历的过程[12]。遗传分化系数（Fst）是衡量遗传分化程度的重要参数，当Fst<0.05时，群体间遗传分化较弱;当0.050.25时，遗传分化极大[13]。由Fst值可以看出，宝坻群体与海河群体、宝坻群体与蓟州群体的遗传分化程度较弱，蓟州群体与海河群体间存在着中等程度的遗传分化。本试验的群体遗传分化程度低于张飞飞[9]的结果，可能是由于3个群体的地理距离较近，群体间存在一定程度的基因交流。AMOVA对变异组成的剖分表明，群体间的遗传变异仅占总数的极少部分，个体间的变异是群体遗传变异的主要原因。Nei's遗传距离构建的聚类树与Fst的结果相吻合，宝坻群体与海河群体间遗传距离较近，首先聚为一支，蓟州群体与海河群体的遗传距离较远。许多研究表明，种群间的亲缘关系与其地理距离的远近有关。马克异等[14]的研究表明，钱塘江干流7个日本沼虾的聚类顺序与实际的地理位置分布较为一致，推测可能与日本沼虾游动能力弱，喜攀附于水草或水中其他物体上的生活习性有关。杨太有等[15]采用ISSR分子标记对黄河流域5个黄鳝群体进行遗传多样性分析发现，群体间的亲缘关系与地理距离存在极显著的正相关。海河流域水系丰富，包括五大支流和300多条较大支流，各河流纵横交错，且有水道互通，其中潮白河作为上游五大支流之一，一部分注入海河，另一部分则引入宝坻区内的潮白新河而入渤海。同时，潮白河与蓟运河则通过西关引河、卫星引河及七里海湿地相连通，为黄鳝的基因交流提供了便利条件。因此，宝坻群体与另外2个群体间的遗传距离较小。可以看出，水系的水体交流会影响群体间的基因交流，进而影响群体间的遗传结构。

参考文献：

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[9] 张飞飞. 黄鳝微卫星标记的筛选及其应用[D]. 南昌： 江西农业大学， 2017.

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[14] 马克异， 冯建彬， 谢楠， 等. 钱塘江日本沼虾野生群体遗传变异的SSR分析[J]. 动物学研究， 2011， 32（4）： 363-370.

[15] 杨太有， 温树红， 郝艳军， 等. 黄河流域黄鳝自然群体遗传多样性和遗传结构的研究[J]. 水生生物学报， 2011， 35（3）： 532-537.

收稿日期：2021-08-26

基金项目：天津市农业发展服务中心青年科技创新项目（ZXKJ201909）;天津市淡水养殖产业技术体系创新团队（ITTFRS2021000-001）

作者简介：刘肖莲（1985—），女，湖北襄阳人，高级工程师，博士，主要从事鱼类遗传育种方面研究。

通讯作者简介：耿绪云（1963—），男，天津人，正高级工程师，主要从事水产动物遗传育种方面研究。