IHB OpenIR  > 学位论文
DNA条形码在经济水产品鉴定和长江鱼类物种多样性研究中的应用
沈彦君
Subtype博士
Thesis Advisor何舜平
2018
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Abstract摘 要水产品是人类食物供应的重要来源,随着水产品贸易全球化,水产品消费日益增加,品种和种类也日益多样化。然而,受利益驱使,水产品替代品的出现使贸易市场鱼龙混杂。替代品交易不仅是一种贸易欺诈行为,也可能会导致严重的健康危害和珍稀物种的非法贸易。随着当今公众营养意识以及消费观念的转变,替代品检测已成为水产品贸易中的重要环节。为正确识别常见经济水产品,避免替代品引起贸易市场秩序紊乱,一种快速、可靠且可重复的物种鉴定手段显得尤为重要。长江是中国最长的河流,起源于青藏高原。之前的调查和统计,约有380种鱼类生活在长江的干流和支流中,占中国淡水鱼类772种的48%。由于鱼类品种繁多、资源丰富、特色鲜明、经济品种繁多,长江被认为是中国鱼类资源库。因此,评估长江流域鱼类资源的多样性具有重要的生态、经济和科学研究价值。而评估鱼类资源首要解决的基础问题是鱼类物种鉴定问题。DNA条形码(DNA barcoding)作为近现代生物分类学中重要的分子技术,不仅使传统的分类学研究得到了进一步发展,而且加速了生物资源的保藏、鉴定工作,推动了生物资源的有效利用。目前,该技术已在生命科学和食品质量控制领域具有广泛应用。本论文探讨了DNA条形码技术在经济水产品贸易领域和生物多样性资源评估方面的应用。本论文的主要发现和创新点如下:1. 扩增了包括39种鱼类、9种甲壳类和18种软体类在内的66个经济水产品物种的534条COI条形码。研究结果表明,K2P种内遗传距离在鱼类中低于1.37%,甲壳类中低于7.32%,软体类中低于3.40%;而种间遗传距离范围在鱼类中为3.91%-13.82%,甲壳类中为14.99%-16.17%,软体类中为14.82%-16.36%。基于比较种间平均遗传距离和种内平均遗传距离,我们计算了三个类群的类群分辨率值,其中鱼类为58.50,甲壳类为21.59,软体类为27.63,均明显高于先前研究提出的10倍阈值理论。基于K2P模型的NJ树和基于GTR + I + G模型的ML树分析结果表明,所有物种均各自单独聚类,能明显被区分开。因此,研究表明DNA条形码在常见经济水产品鉴定中具有高效性。同时,利用该技术构建的DNA条形码数据库,检测出8种替代品,这为将来运用DNA条形码监管市场贸易提供了科学依据。2. 扩增了采集于长江中游地区的35种鲤科鱼类的561条COI条形码。研究结果表明,除了大鳍鱊(Acheilognathus macropterus)和花?(Hemibarbus maculatus)外,其余物种的种内遗传距离均小于2%。然而所有的物种均能通过系统发育树、“条形码缝隙”以及类群分辨率值被区分开。另外,除了大鳍鱊(A. macropterus)、花?(H. maculatus)和蛇鮈(Saurogobio dabryi)的COI条形码遗传多样性分别为0.87%、2.02%和0.82%外,其余物种均小于0.50%。进一步分析表明种群结构很可能存在于这些物种的不同江段的种群间,同时也存在隐存多样性的可能。该研究结果一方面证明了DNA条形码技术在鱼类分子鉴定中的可行性,另一方面,也显示了其在物种遗传多样性评估方面的应用潜力。3. 分析了239个形态物种的2,656条DNA条形码。在25个物种中发现了低水平的种间遗传距离,其中23个物种因存在共享单倍型而出现谱系聚类和相同的可操作分类单元(OTUs)。在18个物种中发现高水平的种内遗传距离,这些物种产生了多个谱系和可操作分类单元,暗示存在隐存多样性。在这些遗传距离异常的物种中,有15个低种间遗传距离物种和8个高种内遗传距离物种来自于高原鱼类类群。在170个多样本物种中,我们发现31个物种不存在“条形码缝隙”,其中大部分物种也来自于高原鱼类类群。因此高原鱼类鉴定对条形码技术发出了挑战,最后条形码鉴定成功率仅为81.7%。根据系统发育树和ABGD分析,共推测了250个分子物种,高于形态学的239个物种数目。通过这一研究,我们评估了长江流域鱼类DNA条形码多样性以及建立了相应的DNA条形码数据库。这将为以后的鱼类资源多样性调查或资源保护提供科学依据。通过本研究一方面将加快促进DNA条形码技术在经济水产品贸易中的应用进程。另一方面也为将来DNA条形码在渔业资源调查、渔业监管以及生物多样性保护方面的应用提供科学依据。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/39052
Collection学位论文
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GB/T 7714
沈彦君. DNA条形码在经济水产品鉴定和长江鱼类物种多样性研究中的应用[D]. 中国科学院水生生物研究所,2018.
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