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论文解读:西非地区尼罗罗非鱼遗传多样性研究

出处:水生动物健康评估公众号 作者:黎源 水产养殖网 2019-12-06 21:09:00
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Oreochromines是原产于非洲和黎凡特部分地区的Cichlidae科鱼类的一个亚科,对水产养殖和捕获渔业具有重大的商业意义。尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)具有广泛的自然分布,从尼罗河流域向南穿过东非的东部和西部裂谷湖泊,向西穿过乍得湖、尼日尔湖、贝努埃河、沃尔特河、冈比亚河和塞内加尔河流域均有分布。尼罗罗非鱼的复杂的亚种结构和分布已被证实。在整个东非地区,一个由地理和生物多样性湖泊组成的复杂网络决定了它的进化。根据传统的分类学方法,已鉴定出7个尼罗罗非鱼亚种,除1个尼罗罗非鱼亚种外,其余均分布在东非裂谷湖泊中。

尽管东非尼罗罗非鱼的种群特征和遗传结构已经有了较深入的研究,但对整个西非系统的种群研究却相对较少。西非伊什约地区拥有大量的野生尼罗罗非鱼,并且早期的研究表明这些尼罗罗非鱼的遗传分化的范围很广,但这些研究的空间覆盖范围有限,因此对西非尼罗罗非鱼遗传结构的认识仍然不够精准。

   该研究利用单核苷酸多态性(SNP)标记,研究了西非5个流域23个野生尼罗罗非鱼种群的遗传多样性和遗传分化的空间格局。研究目的:(1)利用SNP标记研究整个西非尼罗罗非鱼种群的遗传多样性;(2)量化整个西非流域内和流域间尼罗罗非鱼种群遗传结构的相对差异;(3)探索尼罗河罗非鱼种群的遗传特征;(4)确定导致西非尼罗河罗非鱼种群遗传多样性和分化模式的潜在因素。

研究意义:有助于了解西非地区尼罗罗非鱼遗传结构的模式和多样性的影响因素,更好地记录西非天然尼罗罗非鱼遗传资源,并在以往研究的基础上进一步了解影响其多样性的潜在宏观或微观地理因素。这将提供一个更清晰的洞察,哪些种群可能具有潜在的保护价值,或进一步用于该地区正在进行的水产养殖扩展计划。

研究结果如下:
1、统计和遗传多样性概要:库当、瓦莱孔达(均位于冈比亚河流域)、塞林盖湖(尼日尔河流域西部)和孔古西(红/白沃尔塔盆地)种群的遗传多样性最低。遗传变异水平最高的群体是尼日尔盆地东部和加纳南部地区的两个群体。每个群体的等位基因总数在257-345个之间,转化为多态位点的总百分比在33.8-79.7%之间。
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2、种群分化:当不考虑除个体和群体水平以外的层次性分组时,在全球水平上观察到14.4%的总基因型变异归因于群体间的差异,即存在显著的群体分化(p<0.001)。种群配对FST在所研究的的种群中几乎都表现出显著差异,但沃尔特湖南部地区的几个种群(V Ak、VL1和VL2;以及VL3和VLk)、冈比亚河的两个种群(GKu和GWa)以及沃尔特河流域的奥提河的两个种群(VOt和VPj)显示彼此间无显著性差异。冈比亚河种群和所有其他种群之间存在明显的遗传分化模式(图2)。Sélingué湖(尼日尔河西部)和Koungoussi湖(沃尔塔河上红/白)的种群与所有其他地点也表现出高到中等的差异。
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3、空间遗传模式:Mantel实验结果表明,成对遗传距离(FST)与地理距离之间存在显著的正相关关系,表明距离分离对区域范围内的遗传分化有中等影响。“颜色图”代表红绿蓝颜色空间中每个种群前三个主要成分的滞后分数,突出了尼日尔河流域种群、奥蒂河和沃尔塔湖种群、红/白沃尔塔和黑沃尔塔河种群以及冈比亚河种群的遗传相似性(图3)。
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4、个体遗传聚类:在最低水平上的聚类(k=2)显示了沃尔塔盆地种群和所有其他种群之间存在区别,特别在DAPC分析中(图4)。在沃尔塔盆地内,可以观察到四个遗传簇,分为湖沃尔塔簇(包括位于白沃尔塔河上的纳乌尼)、奥蒂河簇、黑沃尔塔簇和红/白沃尔塔簇。所有集群之间最大的遗传差异来自两个集群,这两个集群由来自塞林盖湖(尼日尔河)和冈比亚河两个种群的个体组成。
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讨论:
本研究明确了西非尼罗罗非鱼种群的遗传结构和分化,这与之前的研究中发现的广泛模式一致。此外,本研究为冈比亚沃尔塔盆地的精细遗传结构和进一步的遗传分化群体提供了新的证据。空间遗传模式和个体聚类方法表明该区主要河流和子流域的尼罗罗非鱼具有显著的遗传结构。本研究中使用的192个SNP标记组合是区分罗非鱼种群的一个有效工具,可将该标记组合应用于今后的尼罗罗非鱼种群筛选中,可能与其他物种特异性SNP结合使用。该研究结果为今后西非野生罗非鱼遗传资源的研究和鉴定用于水产养殖育种的潜在有价值的种质资源奠定了坚实的基础。

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