基于微卫星标记的四个长春鳊群体遗传多样性分析及其资源保护启示

《Scientific Reports》：Genetic diversity analysis of four Parabramis pekinensis populations based on microsatellite markers

本研究针对长春鳊（Parabramis pekinensis）南北方群体种质差异及遗传多样性退化问题，通过开发10个微卫星标记对133个样本（来自长江流域的江苏JS、湖南HN群体及黑龙江流域的吉林JL、黑龙江HLJ群体）进行分析。结果显示，群体遗传多样性较高（PIC=0.5130–0.6142），但存在显著遗传分化（FST=0.337），其中HN群体遗传多样性最高（Na=8.0）。群体结构分析（K=3）表明HN群体为独立分支，建议作为进化显著单元优先保护。该研究为长春鳊种质资源保护提供了科学依据。

　　

长春鳊（Parabramis pekinensis）作为我国重要的淡水经济鱼类，因肉质鲜嫩、营养丰富而备受青睐。然而，近年来受水利工程建设、湖泊围垦、过度捕捞及人工驯化等因素影响，其栖息地碎片化加剧，繁殖能力下降，种质资源严重退化，遗传多样性面临严峻挑战。尽管已有研究聚焦于其生殖发育机制、形态特征及肠道微生物组成，但针对不同地理群体的遗传多样性系统评估仍较为缺乏。为此，刘玉婷等研究人员在《Scientific Reports》发表论文，通过微卫星标记技术揭示了长春鳊四个地理群体的遗传结构差异，为资源保护策略制定提供了关键数据支撑。

研究团队从黑龙江流域（HLJ野生群体、JL养殖群体）和长江流域（JS、HN养殖群体）共采集133尾样本，利用10个多态性微卫星位点进行基因分型。通过计算等位基因数（N_a）、观测杂合度（H_o）、期望杂合度（H_e）等参数评估遗传多样性，并采用分子方差分析（AMOVA）、UPGMA系统发育树及STRUCTURE聚类分析群体遗传结构。

主要技术方法

1. 1.
   样本采集与DNA提取：覆盖黑龙江和长江流域4个群体，使用QIAGEN试剂盒提取基因组DNA。
2. 2.
   微卫星标记开发：基于团头鲂参考基因组设计引物，通过荧光标记PCR和毛细管电泳进行基因分型。
3. 3.
   遗传参数计算：利用POPGENE、CERVUS等软件分析遗传多样性指数和哈迪-温伯格平衡（HWE）。
4. 4.
   群体结构解析：基于Nei遗传距离构建UPGMA树，并通过AMOVA和PCoA揭示群体分化模式。

遗传多样性分析

研究共检测到249个等位基因，平均每位点等位基因数6.225。湖南HN群体遗传多样性最高（N_a=8.0000, H_e=0.6657, Shannon指数I=1.4291），而江苏JS群体最低（N_a=4.5000, H_e=0.5314）。所有群体平均多态信息含量（PIC）均大于0.5，表明微卫星标记具有较高多态性。哈迪-温伯格平衡检验显示40个位点中有27个符合平衡（p>0.05），其余13个存在显著偏离，可能与样本量限制或自然选择压力有关。

群体遗传结构

基因流（N_m）分析显示，HLJ与JL群体间基因交流最频繁（N_m=3.3530），而HN与JS群体间最低（N_m=1.3428）。遗传分化指数（F_ST）表明HN群体与其他群体分化显著（F_ST=0.1570–0.1790），长江可能成为天然地理屏障。AMOVA结果显示群体间遗传变异占比34%（F_ST=0.337, p<0.001），群体内变异占66%。UPGMA系统发育树与STRUCTURE分析（K=3）均支持HLJ与JL群体聚为一支，JS群体次之，而HN群体独立成支。

讨论与结论

本研究首次系统评估了长春鳊不同地理群体的遗传多样性水平，发现其遗传多样性高于鳙（Hypophthalmichthys nobilis）和草鱼（Ctenopharyngodon idella），但低于团头鲂（Megalobrama amblycephala）。湖南HN群体因长江中下游复杂水文条件可能保留了更多适应等位基因，而江苏JS群体因长期依赖少数亲本人工繁殖导致多样性降低。研究建议将HN群体作为独立进化显著单元（ESU）优先保护，并通过增强北方群体间栖息地连通性减缓遗传多样性丧失。该成果为制定长春鳊种质资源保护策略提供了关键遗传学证据，对淡水鱼类多样性维持及可持续利用具有重要实践意义。