《Conservation Genetics》：Multiple introductions and genetic differentiation of blackchin tilapia Sarotherodon melanotheron in Thailand: implications for management of invasive species
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入侵黑鳍罗非鱼（Sarotherodon melanotheron）的遗传多样性、种群分化与遗传混合信息，对于理解其在泰国的引入类型与入侵机制具有重要意义。为此，研究人员从泰国不同地理区域采集黑鳍罗非鱼样本，并利用10个微卫星位点进行基因分型（N=268）。基
入侵黑鳍罗非鱼（Sarotherodon melanotheron）的遗传多样性、种群分化与遗传混合信息，对于理解其在泰国的引入类型与入侵机制具有重要意义。为此，研究人员从泰国不同地理区域采集黑鳍罗非鱼样本，并利用10个微卫星位点进行基因分型（N=268）。基于细胞色素c氧化酶亚基I（COI）的物种鉴定（N=26）表明，入侵鱼类的亚种为S. melanotheron melanotheron。研究发现入侵S. melanotheron具有较高的遗传多样性。各群体的平均等位基因数（A）为4.100–8.100，等位基因丰富度（AR）、观测杂合度（Ho）和期望杂合度（He）分别为3.3903–6.0453、0.4450–0.6400和0.5495–0.6803。UNH216、UNH159和UNH169位点在沙没颂堪府（S. melanotheron首次出现省份）的等位基因分布与邻近省份及水体连通群体存在差异。群体间遗传距离为0.060–0.344。基于主坐标分析（PCoA）、成对FST和分子方差分析（AMOVA）发现强烈的种群分化，表明S. melanotheron是多次引入泰国的。群体遗传混合分析表明，沙没颂堪府的鱼并未通过大规模被动迁移入侵其他区域，其扩散路径似乎是由碧武里府（泰国南部）向中部地区的运河及沿岸各省（沙没沙空府、曼谷和沙没巴干府）群体传播。运河群体的基因库可能还受到人类活动（如观赏鱼贸易）的额外影响。上述信息支持S. melanotheron从多个原产地源被多次引入泰国不同地点的结论。
论文解读：泰国入侵黑鳍罗非鱼（Sarotherodon melanotheron）的多次引入与种群遗传分化
一、研究背景与科学问题
黑鳍罗非鱼（Sarotherodon melanotheron Rüppell 1852）隶属于丽鱼科（Cichlidae），自然分布于西非地区，是西非国家内陆渔业和水产养殖的重要经济物种。基于地理分布、形态学及分子分类学，S. melanotheron可区分为3个亚种：S. m. heudelotii（分布于塞内加尔至几内亚）、S. m. leonensis（分布于塞拉利昂至利比里亚西部）和S. m. melanotheron（分布于科特迪瓦至贝宁）。该物种已被引入多个国家，在东南亚地区，中国、菲律宾、泰国和中国台湾均有记录。入侵物种通常伴随竞争性相互作用，对当地物种构成威胁，导致淡水生态系统本地物种多样性下降。
泰国记录到该物种的正式引入始于2010年，一家私营公司从加纳引进了2000尾黑鳍罗非鱼鱼苗作为潜在的水产养殖新品种，但其中1400尾（70%）在抵达时死亡，剩余鱼苗被转运至沙没颂堪府的水产养殖研究中心，随后大部分死亡，最后50尾鱼苗被销毁处理，养殖在两周后终止。2012年，S. melanotheron首次在泰国沙没颂堪府的养殖池塘中被发现。2018年，泰国渔业局宣布S. melanotheron为限制性禁止进口、出口和水产养殖的物种。截至目前，该入侵物种已扩散至泰国中部、东部和南部17个府的大范围地理区域。然而，其在泰国的原始来源和入侵机制仍不清楚。
此前基于5个微卫星位点对泰国中部3个邻近群体和南部/东部3个远端群体的初步研究虽然数据质量受限（低扩增成功率和可能存在无效等位基因），但仍提示入侵S. melanotheron可分为2–3个不同的遗传亚群，暗示泰国可能存在多次引入事件。通常，引入物种会经历奠基者效应和遗传瓶颈，导致入侵群体遗传多样性降低，尤其当引入的鱼苗/种苗数量有限或仅来源于自然分布区的一部分时。解析入侵S. melanotheron的遗传多样性和种群分化，有助于判断其引入类型，进而理解其大范围空间扩散的入侵机制。
本研究的目的在于：测定泰国入侵S. melanotheron的遗传多样性、种群分化和遗传混合；利用遗传数据评估S. melanotheron的快速分布是源于沙没颂堪府（首次出现并扩散的地点）的单次引入，还是源于在随后扩散之前向多个地点的多次引入。
二、研究技术与方法
研究人员从泰国不同地理位置的当地渔民处采集了覆盖S. melanotheron当前主要分布区的14个群体共268尾鱼样本，样本来源涵盖中部、东部和南部各省份以及水体连通的运河群体。采用GF-1组织DNA提取试剂盒提取基因组DNA。物种鉴定方面，扩增细胞色素c氧化酶亚基I（COI）基因片段并进行双向测序（N=26），通过BLASTN搜索GenBank比对序列，基于Kimura双参数法计算核苷酸分歧度，构建邻接树（NJ树）。群体遗传学研究选用10个微卫星位点（UNH216、UNH154、UNH159、UNH211、UNH008、UNH123、UNH169、Smel1、UNH102和UNH207），经引物荧光标记（FAM、HEX或TAMRA）和条件优化后建立3组多重PCR体系进行基因分型。数据分析包括：MICROCHECKER检测无效等位基因和评分误差；Genepop分析平均等位基因数（A）、观测/期望杂合度（Ho/He）、哈迪-温伯格平衡（HWE）和连锁不平衡；FSTAT计算等位基因丰富度（AR）和近交系数（FIS）；基于Nei氏遗传距离（DA）计算群体间遗传距离；GenAlEx进行主坐标分析（PCoA）；Arlequin计算成对FST统计检验和分子方差分析（AMOVA）；STRUCTURE结合STRUCTURE HARVESTER的Evanno方法评估最佳遗传聚类数（K）。
三、主要研究结果
（一）基于COI多态性的泰国入侵S. melanotheron物种鉴定
扩增的COI基因片段（N=26，GenBank登录号PX927648—PX927673）与GenBank中已收录的S. melanotheron COI序列显著匹配（E值=0.0），确认泰国分布的所有黑鳍罗非鱼均为亚种S. melanotheron melanotheron。COI单倍型存在两个进化枝，初步提示引入泰国的S. melanotheron存在遗传异质性。
（二）UNH216、UNH159和UNH169位点的等位基因分布
3个位点在沙没颂堪府（首次出现地）与多数其他群体之间表现出明显的等位基因分布差异。尤其值得注意的是，共有78个等位基因在沙没颂堪府群体中不存在，约占10个微卫星位点鉴定总等位基因（160个）的近一半。这表明沙没颂堪府群体大规模自然迁移至其他邻近群体的可能性较低。
（三）泰国S. melanotheron的遗传多样性
10个微卫星位点在268个个体中共检出160个等位基因，其中43个等位基因仅分布于单一群体（私有等位基因）。各群体平均等位基因数（A）为4.100（罗勇府）–8.100（沙没颂堪府），等位基因丰富度（AR）为3.3903–6.0453，其中巴蜀府最高（6.0453）。观测杂合度（Ho）为0.4450–0.6400，略低于期望杂合度（He，0.5495–0.6794）。罗勇府（AR=3.3903，Ho=0.4614）和碧武里府（AR=3.9739，Ho=0.4924）的AR和Ho值低于其他群体，提示它们可能是较近期衍生群体。杂合子过剩的精确检验在群体间和总体群体中均不显著。与贝宁南部（AR=1.27–1.94）及科特迪瓦阿亚梅湖（A=7.00，Ho=0.393，He=0.533）的天然群体相比，泰国入侵群体的遗传多样性水平更高，表明其引入来源的地理范围可能十分广泛。
（四）遗传距离、遗传分化与种群结构
群体间遗传距离（DA）为0.060（SMD—KDJ）–0.344（罗勇府—DNS），沙没颂堪府与其他群体间均观察到较大的遗传距离。PCoA分析中前两个主坐标解释了47.96%的群体间变异。运河群体与省级群体明显分离，并被划分为两个亚群：亚群I（DNS和KSH）和亚群II（KYS、KDJ、SMD和PTS）。成对FST分析显示160个比较中有143个存在显著遗传分化（P<0.005），非显著结果主要出现在曼谷与沙没沙空府、沙没巴干府、碧武里府和巴蜀府之间，以及多数微地理尺度运河群体的配对比较中。AMOVA分析发现，无论按地理分区还是按PCoA结果分层，群体内个体间（91.90%）、群体间（5.11%）和组间（2.99%）的方差组分均显著（P<0.0001），表明入侵S. melanotheron并非泛随机交配群体，而是已分化形成多个遗传群体。
（五）入侵S. melanotheron的群体遗传混合
STRUCTURE分析中K=2为最优模型（LnP(K)=?8419.27，ΔK=48.92）。K=2模型将群体分为3个遗传混合水平：沙没颂堪府以cluster 2谱系为主（0.859）而cluster 1谱系有限（0.141），罗勇府和巴蜀府情况类似；沙没沙空府cluster 1（0.538）略高于cluster 2（0.462），沙没巴干府和碧武里府则以cluster 1为主（0.632和0.768）；各运河群体（KDJ、KYS、DNS、KSH、PTS和SMD）则呈现极高的cluster 1谱系比例（0.907–0.980）和极低的cluster 2比例。这一模式表明扩散路线可能是从碧武里府向中部省级区域（沙没沙空府、曼谷和沙没巴干府）延伸，而运河群体的基因库受到额外引入事件（如观赏鱼贸易）的显著影响。仅凭单向阶梯式扩散模型难以解释运河群体中如此极端的谱系比例。
四、讨论与结论
遗传多样性分析表明，泰国入侵S. melanotheron的AR值明显高于贝宁南部群体，支持其从西非广泛的原产地地理范围引入的推断。沙没颂堪府群体（首次发现地）虽然在单位点平均等位基因数上最高，但其AR并非最高（巴蜀府最高），且约50%的微卫星等位基因未在沙没颂堪府与其余群体间共享。扩散能力方面，S. melanotheron的天然迁移距离极为有限——贝宁南部天然群体估计为每代约120–266米，美国佛罗里达印度河系统引入12年后仅沿海岸向北扩展约37公里、向南扩展约68公里——明显不支持沙没颂堪府群体作为单一来源向全国快速扩散的假设。
综合微卫星和线粒体控制区（CR）多态性证据，成对FST统计和AMOVA均表明入侵S. melanotheron是多次引入的，引入了来自加纳、科特迪瓦及未知原产地源的个体到泰国不同地点。曼谷与碧武里府、沙没沙空府、沙没巴干府之间未显示显著分化，提示这些群体可能来自不同于沙没颂堪府的其他引入来源。运河群体（水体连通区域）在微地理尺度上仍存在显著遗传分化，且高比例的cluster 1谱系提示人类介导的非法引入或观赏鱼贸易在扩散中发挥作用。
关于管理意义，研究人员提出：具有较低遗传多样性的已建群群体可作为选择性根除的目标，因为它们对环境变化和控制手段更为敏感；对于已覆盖大面积地理区域的高适应力入侵物种，应结合多种方法进行治理，例如泰国渔业局提出的通过生产雄性四倍体来产生不育三倍体后代的策略（但四倍体亲本维持仍面临高死亡率和诱导困难等挑战）；基于多种捕食者的管理概念和维持受影响区域的生态多样性也是重要策略；长期预防管理可聚焦于关键种群的丰度削减而非完全根除。研究结论指出，泰国入侵S. melanotheron存在中等水平的遗传多样性和强烈的种群结构，群体混合分析阐明了不同群体间的混合程度及扩散路径，该研究信息可为泰国入侵S. melanotheron的控制提供指导，尤其在热带生态系统可能促进该物种在新环境中成功建群的情况下。
