基于全基因组重测序揭示中国养殖与野生虾夷扇贝遗传多样性及分化特征

为解决虾夷扇贝(Mizuhopecten yessoensis)长期养殖导致的种质退化问题，研究人员通过全基因组重测序技术对大连海域6个群体(2011-2022年)进行遗传分析。发现群体间遗传分化弱(Fst<0.05)，有效种群规模(Ne)较小，存在近交衰退风险。该研究为扇贝种质资源保护与可持续养殖提供了重要基因组依据。

　　

虾夷扇贝作为我国北方重要的海水养殖物种，自1982年从日本引入后迅速成为支柱产业。然而长期养殖过程中出现的生长缓慢、病害频发等问题，与种质退化密切相关。更令人担忧的是，有限的引种基础群体和连续多代近交繁殖，可能导致遗传多样性丧失，进而威胁产业可持续发展。尽管前期研究使用AFLP、SSR等标记进行过遗传评估，但受限于标记密度，难以全面揭示基因组水平的遗传特征。为此，中国水产科学研究院等机构的研究团队在《Aquaculture Reports》发表论文，首次采用全基因组重测序技术解析大连海域养殖与野生虾夷扇贝的遗传格局。

研究团队运用Illumina Hiseq 2000平台对2011-2022年间采集的6个群体(3养殖+3野生)86个样本进行测序，经BWA比对和GATK变异检测获得15,064,530个高质量SNP。通过计算π值、Ho/He、Fis等遗传参数，结合STRUCTURE、PCA、TreeMix等多维分析，系统评估了群体遗传结构。

3.1 数据测序与处理
测序数据经质控后获得754Gb高质量数据，Q30≥88.64%，检测到26,791,949个SNP位点。野生群体WA2022的核苷酸多样性最高(π=2.12×10^?5)，而养殖群体CS2020最低(0.83×10^?5)，显示养殖操作可能降低遗传多样性。

3.2 群体遗传多样性
所有群体均呈现低杂合度(Ho=0.1080-0.2214)和高近交系数(Fis=0.2509-0.6163)，其中养殖群体CS2020的Fis高达0.5247，表明存在显著近交现象。与野生群体平均π值(1.46×10^?5)相比，养殖群体(1.22×10^?5)降低16.4%，印证了人工繁殖对遗传多样性的负面影响。

3.3 群体遗传分化
AMOVA分析显示99.95%的变异存在于群体内部，群体间分化不显著(Fst<0.05)。特别值得注意的是，养殖群体CC2011与野生群体WJ2020遗传差异最小(Fst=0.0003)，而人工选育群体CS2020与野生群体WA2022分化最大(Fst=0.0188)，提示选育过程可能加剧遗传分化。

3.4 群体聚类与结构分析
当K=2时交叉验证误差最小，但STRUCTURE和PCA均未显示明显群体分层，NJ树也呈现混合聚类模式，证实养殖与野生群体间存在广泛基因交流。

3.5 基因流
TreeMix分析检测到4条显著迁移事件，包括CS2020→WA2022和WJ2020→CC2011等双向基因流。残差拟合模型显示WJ2019与CC2020遗传联系最紧密，说明养殖活动显著影响野生群体遗传组成。

3.6 历史群体规模分析
SMC++重建的Ne动态显示，所有群体在末次冰期(10⁵-10⁴年前)均经历瓶颈效应，近百年Ne趋于稳定但维持在较低水平，其中WA2022群体当代Ne不足100，面临严重的遗传漂变风险。

讨论部分指出，虾夷扇贝长达45-55天的浮游幼虫期是促成基因流的重要因素。尽管当前遗传分化较弱，但小规模繁殖群体导致的Ne下降(Fis>0.25)可能固定有害等位基因。研究建议通过引入日本原种、扩大繁殖群体等措施改善种质状况。该研究首次在基因组尺度揭示了中国虾夷扇贝养殖群体的遗传现状，为制定科学的资源管理策略提供了关键数据支撑。

值得注意的是，与同类双壳贝类相比，本研究群体的遗传多样性参数(π<2.12×10^?5)显著低于文献报道水平，印证了中国养殖群体遗传基础狭窄的现状。作者强调需建立种质资源库保护野生群体，同时优化育种方案以维持足够的Ne。这些发现不仅对虾夷扇贝产业可持续发展具有指导意义，也为其他水产养殖物种的遗传管理提供了范式。