比较系统地理研究揭示的河南华溪蟹和长江华溪蟹渐渗杂交

比较系统地理研究揭示的河南华溪蟹和长江华溪蟹渐渗杂交

论文摘要

同域或邻域分布的动物物种之间常发生渐渗杂交。淡水蟹类据推测很可能存在广泛的种间杂交,但迄今尚无淡水蟹物种间基于群体分子遗传学研究的例证。中国特有种河南华溪蟹(Sinopotamon honanense)和长江华溪蟹(S. yangtsekiensis)呈邻域分布、共享黄河、淮河,乃至长江水系。本文联合使用线粒体和微卫星两类分子标记,通过比较系统地理研究和杂交个体分析,对河南华溪蟹和长江华溪蟹两个物种的种群遗传多样性、种群遗传结构、种群历史动态,种群间的历史基因流估计和个体归属进行分析,探讨两个物种之间的渐渗杂交。结果发现:(1)基于线粒体数据提示,河南华溪蟹和长江华溪蟹具有共享单倍型,两种华溪蟹都不是单系群,河南华溪蟹与长江华溪蟹的陕县、桐柏种群组聚为一支,并且它们彼此之间具有频繁的基因流。而基于微卫星数据的分析一致支持两个物种是相互独立的类群,但二者间存在遗传信息混杂的个体。并通过杂交分析,提示这些混杂个体为两个近缘种的杂交后代。上述结果表明,对于这样核质表现不一致,本文认为可能是由于这两个近缘华溪蟹物种相互之间的生殖隔离机制尚不完善,发生了渐渗杂交。而且,这种遗传渐渗的发生具有空间分布上的特点。(2)河南华溪蟹与长江华溪蟹的陕县、桐柏种群之间发生的渐渗杂交,表现为深度的线粒体基因渐渗和轻微的核基因渐渗。线粒体DNA与核DNA在遗传方式、进化速率、自然选择的差异以及偏性扩散等因素的共同作用,很可能导致两种华溪蟹种群间的核、质渐渗杂交程度相异。(3)种群遗传分析显示,河南华溪蟹曾发生近期的快速辐射、种群爆发式增长,以及在分布区内表现出频繁的基因流和长距离扩散。长江华溪蟹未曾表现出种群扩张。河南华溪蟹正处于种群繁盛的时期。对两个物种的种群历史动态分析进一步提示,在更新世末次盛冰期,两种华溪蟹的有效种群大小下降。推测迫于冰期干冷的气候影响,河南华溪蟹和长江华溪蟹(陕县、桐柏种群)的分布区收缩,并向伏牛山东部共同的避难所靠拢,增加了两个物种发生接触的机会。气候变化与区域环境条件对河南华溪蟹与长江华溪蟹渐渗杂交事件的发生起到促进作用。并推测,随着冰期-间冰期气候旋回两种华溪蟹之间的渐渗杂交很可能发生了很多次,目前依然存在。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 渐渗杂交与杂交成种概述
  • 1.2 渐渗杂交研究中主要采用的分子遗传标记
  • 1.2.1 线粒体DNA(mtDNA)
  • 1.2.2 核基因编码的位点——微卫星序列
  • 1.3 淡水蟹类渐渗杂交研究
  • 1.4 长江华溪蟹和河南华溪蟹的分类与地理分布
  • 第二章 基于线粒体和微卫星标记探讨长江华溪蟹和河南华溪蟹种间渐渗杂交
  • 引言
  • 2.1 材料
  • 2.2 方法
  • 2.2.1 总基因组DNA的抽提
  • 2.2.2 线粒体目的片段扩增和测序
  • 2.2.3 微卫星DNA扩增、基因分型及数据读取
  • 2.3 数据分析
  • 2.3.1 种群遗传多样性与遗传差异分析
  • 2.3.2 种群遗传结构分析
  • 2.3.3 种群动态分析
  • 2.3.4 基因流估计
  • 2.3.5 杂交个体分析
  • 2.4 结果
  • 2.4.1 种群遗传多样性与遗传差异分析
  • 2.4.2 种群遗传结构
  • 2.4.3 种群动态分析
  • 2.4.4 基因流估算
  • 2.4.5 NewHybrids分析结果
  • 2.4.6 STRUCTURE和FCA分析结果
  • 2.5 讨论
  • 2.5.1 河南华溪蟹和长江华溪蟹的渐渗杂交
  • 2.5.2 深度的线粒体DNA渐渗杂交与轻微的核DNA遗传渐渗
  • 2.5.3 杂交事件的发生背景及可能过程
  • 2.6 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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