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银鲫多倍化起源及适应性进化的研究
Alternative TitleStudies on polyploidy origins and adaptive evolution in Carassius gibelio
刘晓莉
Subtype博士
Thesis Advisor桂建芳
2017-04
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract多倍体广泛存在于植物中,因此在植物中从形态学、生理学、基因组学、生态学和进化生物学等多方面对多倍化的研究已经深入开展。然而,由于多倍体脊椎动物比较稀少,因此多倍化在脊椎动物中的进化轨迹及生态适应性还不清楚。鲫复合体广泛的分布于亚欧大陆及邻近岛屿,同时包含有四倍体、六倍体、甚至八倍体,这些特性使得鲫复合体成为研究脊椎动物多倍化的理想系统。因此本研究以鲫复合体为模式体系,对六倍体银鲫的多倍化起源及其适应性进化进行了相关研究。首先,通过在中国大陆34个采样点对鲫复合体进行广泛调查,鉴定出了2211尾六倍体银鲫,894尾四倍体鲫。同时我们还搜集到了来自中国大陆另外7个采样点的364尾鲫复合体样本信息(114尾四倍体鲫和250尾六倍体银鲫)和来自日本/琉球群岛8个采样点的690尾鲫复合体样本信息(328尾四倍体鲫和362尾六倍体银鲫)。在总共4159尾鲫复合体中,我们鉴定出了427个线粒体控制区(Control region)单倍型,其中四倍体和六倍体共有的单倍型有74个,出现频率高达75.498%。所有线粒体控制区单倍型主要聚为4个谱系,其中一个谱系只分布于日本/琉球群岛,另外三个谱系主要分布于中国大陆。且四倍体和六倍体的单倍型共聚于每个谱系中。随后,我们又选取了转铁蛋白(transferrin)基因作为分子标记,并分别在我们采集的中国大陆的3105尾鲫复合体样本中扩增了长度约1050bp的转铁蛋白序列片段,总共测试了37260条序列,从中鉴定出了526个转铁蛋白等位基因。所有转铁蛋白等位基因主要聚为3个谱系,且四倍体和六倍体的等位基因共聚于每个谱系中,这与线粒体分析的结果是一致的。通过线粒体和转铁蛋白的系统发生分析,揭示了六倍体银鲫是由同域的四倍体鲫经同源多倍化而来,且在六倍体银鲫在东亚地区具有多次独立的多倍化起源。 为了进一步探讨多倍化的影响,我们随后分析了鲫复合体的生态地理分布,发现六倍体银鲫比四倍体鲫具有更广泛的地理分布尤其是在高海拔,高纬度及年平均降水量较少的地区。且不论是线粒体控制区单倍型还是转铁蛋白等位基因的分析都显示六倍体银鲫比四倍体鲫具有更高的遗传多样性。这些结果表明六倍体银鲫比四倍体鲫具有更强的环境适应性及生态创新性。因此,本研究揭示了银鲫独立的多倍化起源及其对适应性进化的作用,将促进我们深入理解多倍化在脊椎动物进化中的作用。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/31112
Collection鱼类生物学及渔业生物技术研究中心_学位论文
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GB/T 7714
刘晓莉. 银鲫多倍化起源及适应性进化的研究[D]. 中国科学院水生生物研究所,2017.
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