生态遗传学 _百度百科
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生态遗传学（ecological genetics， ecogenetics）是群体遗传学与生态学相结合的遗传学分支，研究生物群体对生存环境的适应以及对环境改变所作出反应的遗传机理。生态遗传学研究适用于各种引人入胜的生物学问题，对进化遗传学、群体遗传学、数量遗传学和动植物、微生物育种等有关学科的发展有很大意义。外文名ecological genetics， ecogenetics开始时间20世纪30年代研究方法数学统计学方法、分子遗传学方法应用领域生物学
环境的改变如果只引起生物表型上的变化，那是生态学研究的内容；只有当 自然选择 椒花蛾的颜色选择环境的改变造成生物遗传上的变化并在群体中保留下来，才是生态遗传学研究的范畴。生态遗传学不仅研究在自然条件下生物发生遗传变化的长期效应(进化)，而且也研究在人工条件下发生遗传变化的短期效应（育种），这些研究对、群体遗传学、和动植物、微生物育种等有关学科的发展有很大意义。 例如生长在中部的一种，壳的颜色有褐色和黄色两种，受一对等位基因控制，褐色对黄色为显性。鸟类捕食这种蜗牛的办法是先把它们衔到空中，再扔落在硬石地面打碎外壳。P.M.谢泼德1951年发现，在入春以前，草色枯褐，被捕食的蜗牛多数是黄色的；入春以后，草色变为黄绿，这时被捕食的蜗牛多数是褐色的。通过对硬石地面上残壳的计数，可以清楚地观察到上述现象，这证明了C.R.达尔文的。而逐年的观察还表明，虽然不同时期被捕食的壳色发生周期性的变化，但每年的比例大致相同，这表示两种壳色的已达到了平衡，为群体遗传学提供了例证。20世纪30年代，R.A.费希尔、J.B.S.霍尔丹、S.赖特等人以为工具的理论
微生物的遗传与变异群体遗传学研究和40～50 年代，T.多布然斯基、C. H.沃丁顿等人以昆虫为材料的实验群体遗传学的研究为生态遗传学奠定了基础。1963年在荷兰海牙召开的第11届国际遗传学大会上首次举行了生态遗传学的学术讨论会。1964年E.B.福特《生态遗传学》一书的出版，标志着生态遗传学已发展成为一门独立的遗传学分支。1988年在加拿大多伦多召开的第16届国际遗传学大会上，不仅对生态遗传学安排了学术讨论会，而且还对应激的遗传学组织了专题报告，这是从分子水平研究生态遗传学的开始。1　遗传变异和环境变异 遗传变异：形态变异，核型变异，和DNA指纹变异；
：环境变异的一般作用，可塑性和反应规范（reaction norm），遗传稳态（genetic homeostasis）；
种间竞争遗传平衡定律。
2　进化要素
遗传变异：突变和等位基因频率的改变，突变率的估计，重组，重组与遗传体制，突变和重组的进化意义；
自然选择：自然选择进化理论的必要条件，选择的基本模型，突变和选择的平衡，自然选择和适应；
基因流动：大陆-岛屿模型，一般模型，和突变的关系，基因流动和选择；
随机遗传漂变：随机遗传漂变的作用，有效种群大小；进化要素的联合效应；
遗传负荷（genetic load）：突变负荷，分离负荷，置换负荷。
3　非随机交配和数量性状
非随机交配：亚种群和wahlund公式，自体受精，近交系数，谱系近交系数，近交与选择；
数量性状：数量性状的性质，数量性状的遗传模型，估计遗传方差和遗传率。
4　种群增长和调节
种群增长：指数增长，逻辑斯谛增长，密度；
种群调节：密度制约死亡，非密度制约死亡；
种群统计：生殖力表和存活表，种群统计范围（净置换率，世代长度和稳定的年龄分布，瞬时增长率，预其寿命，生殖值）；
种群统计遗传学和生活史式样的进化：选择的生态学模型（频率制约选择，密度制约选择），种群统计遗传学（demographic genetics）（合子选择，性选择，配子选择，生殖力选择），生活史式样的进化（r和K对策生活史式样，C、S和R对策生活史式样）。
5　种间关系
种间竞争：，理论模型，生态位理论，自然种群间的竞争；
捕食者和猎物间的相互作用：理论模型，自然种群间的捕食作用，灭绝；
协同进化：种间竞争能力和性状置换（character displacement），捕食者和猎物的进化，互惠共生现象，红皇后假说（Red Queen hypothesis）。
6　 社会行为的进化 作为表型特征的行为；行为的适应性；行为的遗传率；社会行为；家系选择和集团选择。
7　种群内平衡多态现象的维持机制
杂合有利性；频率制约选择；强制异体受精；相反的选择压力；减数分裂比偏移（meiotic drive）；性比；时空异质性；自然种群的遗传结构。
8　杂交，预适应（preadaptation）和适应
杂交：杂交的作用，渗入杂交的实例，杂交与多倍体和无融合生殖；预适应和适应。
9　种的概念和种的形成
种内变异：地理变异，生态型，渐变群，多态现象和多型现象；种的概念：种的定义，隔离机制，生殖隔离的起源，进化式样；遗传体制的进化；种的形成方式：异地物种形成（allopatric speciation），邻地物种形成（parapatric speciation），同地物种形成（simpatric speciation）。
10　分子变异和进化
分子变异的维持理论；有关这些理论的证据；；系统树。在对群体作的基础上，对群体中基因的频率和由于不同交配类型
生态遗传学所造成的各种在数量上的分布进行分析。这一方法又可分为静态的和动态的两种。静态的方法研究的是群体在同样生态条件下不同基因型所发生的遗传变化，或是群体中相同的基因型个体在不同生态条件下所发生的遗传变化。动态的方法研究的是群体的和两方面都发生改变的情况下生物对环境的适应和反应。最常见的是捕捉某些如昆虫、鸟类、鱼类和小型兽类进行观察，对它们施加某种标记后释放回去，经过一段时期再行捕捉。根据再次捕捉中有标记动物和无标记动物的比例，可以大致估计这一地区某种动物的数量和活动范围等。如果施加的标记带有无线电接受器，还可以跟踪它们的活动范围。在实验室的条件下，对某些已知遗传结构的群体进行选择、杂交、随机漂变、基因型与环境互作等试验，以观察群体适应度和基因频率的变化。无论是对野外群体还是实验室群体，人类在一生中所能观察到的世代数是很有限的，不可能对千百年生态条件作用下生物的遗传变化进行实际观察。应用计算机可以模拟不同的选择压、突变率、迁移率、繁殖率、近交和随机漂变等因素作用下的长期效应，从而对种群进化（或退化）和动植物遗传资源的保护、利用作出预测。从分子水平研究生态遗传学的方法。例如对作热应激的处理，然后从DNA的变化上来研究对热处理的反应，从而探讨适应的遗传基础。分别从群体、细胞、分子水平来研究生物适应性的遗传基础。由于突变、重组、选择、杂交等遗传与环境的作用，造成自然群体的现象。有些多态是暂时性的，如突变型个体由于选择而被淘汰；有些多态是永久性的，如选择对不同类型达到某种平衡，就象上面提到的褐色蜗牛和黄色蜗牛的例子。在家养的条件下，的作用超过了自然选择，在自然界被淘汰的突变型可以在家养条件下得到保留，这就造成了当前大量的高产动植物、微生物的变种和品种。巨大的逆境常造成生物大量死亡,但有时也能残留下少量的个体，这可能是由于偶然的保护条件，也可能是某些基因型的特殊抗逆性。因此逆境往往是对抗逆性的一种选择作用。例如昆虫对、细菌对抗性的增强。物种迁移后与当地群体，有时可以产生杂种优势或在杂交的基础上产生新的类型，如同在动植物育种中所经常采用的引种和杂交的手段。但有时物种迁移也能对当地群体造成极大危害，如美国曾在引入时也引入了板栗皮层真菌病,使美国本地板栗遭到大面积的灭绝。由于工业发展所造成的环境污染，食物中的农药残毒，核辐射以及其他的物理和的增加，这些无疑会对人类的进化造成严重后果。因此生态遗传学在今后的科研规划中将占有日益重要的地位。[1]生态遗传学研究适用于各种引人入胜的问题，无论是理论性的还
物种的进化是实用性的问题。例如适应的起源，种内趋异的原因，自然种群中高度遗传变异的性质、作用和维持，的形成过程以及昆虫对农药、微生物对抗生素抗性的进化等。此外，生态遗传学对动植物的引种驯化、育种选种有重要理论意义，也有益于林业、渔业和野生动植物的管理事业。因为人类活动，今天的正面临着新的前所未有的环境急剧变化，从生境的摧毁到农药、抗生素、除草剂和其它化学药剂和物理因素的广泛使用，此外，尚有以往从未出现过的外来种的侵扰等。这些改变不仅威胁着个体的生存，而且对种群还具有遗传上的影响，这些都是需要认真研究的生态遗传学问题。[2]
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记忆遗传（genetic memory）理论是为解释种群记忆而提出的。在中，种群记忆假说是指：通过“群体”，种群的祖先可将、感情和想法给后代[1]。后由英国人类和心理学家（Rober Ranvlph Marett，古典进化论学派的代表人物之一。古典进化论学派最基本的理论取向，即是以进化的观点来解释人类社会的差异，首次提出“前万物有灵论”）[2]进一步发展。从那时起，人们就一直在激烈地辩论这个问题。用最简单的话说，这种理论认为，遗传机制控制着所有身体特征的遗传，但它又不限于控制身体特征的遗传。低等动物的行为也是由遗传决定的，它们的复杂行为是与生俱来的，不需要通过学习来获得。但是高等动物的行为可变性较大，需要学习和记忆。问题在于高等动物的心理机制，特别是人和猿猴的心理机制，是否有通过遗传因子先天生就的成分。现代已经证伪了传统上的“记忆遗传”理论，即：记忆、感情和想法可以进入遗传物质DNA而传递给下一代的理论是错误的[3]。另一方面，最新研究成果表明，小鼠中父代的某些经历会影响子代的基因表达调控（是基因表达调控的范畴，基因本身的遗传物质DNA编码未变）。这一结果提示了父代经历的表观遗传途径可作为遗传的一种有效补充，但对这一结果的解释必须在严谨的学术角度进行讨论，这种现象既不受主观意志控制，亦无法作为“记忆”、“感情”与”想法“可遗传的证据。外文名genetic memory所属领域心理学，遗传学
以现代观点来看，被认为仅仅是记忆遗传的部分产物。事实上，对于人类而言，语言可视为在出生时就具备的一种属性特征，是人类神经系统的本质属性。然而，人类在个体发育过程中才逐步建立起对中特定的认知，也就是说，在不同人类种群的基因编码中并没有针对其种群特有的音素群落进行编码。对于某一个国家的儿童而言，他们的基因中并没有编码该国母语中的发音要素。这一事实进一步提示了记忆遗传并不是一个拉马克过程[3]。在小鼠中进行的神经科学研究提示，某些经历能够对下一代产生影响。在一个研究中[4-5]，小鼠通过训练对特定的气味产生恐惧心理，这种对特定气味的厌恶能够被传给下一代。在这些小鼠的下一代中，即便它们未曾经历过相似的训练也从未遇到这种特定气味，仍对其极为敏感，且表现出同样的恐惧行为。
同时，小鼠的大脑结构中也发现产生了变化。研究者总结认为：父代的经历，即便发生在怀孕前，仍然能够显著的影响后代神经系统的结构和功能[6]。
科学家推测，同样的遗传机制也可以用于解释、和创伤后压力综合症（，post-traumatic stress disorders），以及其他人类的神经病理过程（具体报道请参考本词条的”最新研究成果“节）。和现代观点不同，十九世纪时，生物学家认为记忆遗传是和的混合体，因此认为它应该符合拉马克机制。例如，Ribot在1881年提出：和上的记忆是基于共有的机制，前者和后者的区别仅仅在于前者还与潜意识发生交互[7]。Hering和Semon发展了有关记忆的一整套理论，后者提出了记忆印迹的概念，以及伴随的一整套记忆的形成和兴奋印迹复现的思想。Semon将记忆分成遗传的记忆和中枢神经记忆两类[8]。
虽然上述这类源自十九世纪的观点和新学说完全冲突，但至今仍未完全消失。现代心理学一般认为记忆遗传理论是错误的，然而，直到21世纪初，一些心理学家，如Stuart A. Newman和Gerd B. Müller等，仍然在为这类观点添砖加瓦[9]。某些家提出了这样的假说——特定的记忆被编码在基因中，并用这样的假说来解释来自的记忆。然而，多数超心理学家并不支持这样的观点，这是因为：（1）在具有前世记忆的案例中，被试者和他们关联到的前世记忆的所述个体并不存在基因或遗传学上的关联。（2）这种观点在解释一类有孩子的前世记忆被试者时是不完备的。通常情况下，超心理学家认同现代生物学的观点：遗传性状具有倾向性，即：遗传性状仅以倾向性编码，从而能以特定方式对环境刺激作出反应，而并没有编码实际的记忆或具体的体验[10-11][12]。在中文互联网环境中，搜索“记忆遗传”，会发现一系列以讹传讹的词条：如搜搜百科、互动百科中的相应词条。词条中具有类似下面的段落：
“遗传记忆是马雷于1911年首先提出的。从那时起，人们就一直在激烈地辩论这个问题。用最简单的话说，这种理论认为，遗传机制控制着所有身体特征的遗传，但它又不限于控制身体特征的遗传。低等动物的行为也是由遗传决定的，它们的复杂行为是与生俱来的，不需要通过学习来获得。但是高等动物的行为可变性较大，需要学习和记忆。问题在于高等动物的心理机制，特别是人和猿猴的心理机制，是否有通过遗传因子先天生就的成分。”
记忆对大多数人而言，是后天积累的，个别的，巨大的，长时间的事件可能会成为一种遗传记忆从某种程度上可以理解为本能。比如当一种动物连续几百代受到某种动物的袭击其后代就有可能在对该种动物表现出本能一般的恐惧和躲避，这就是记忆的遗传。
美国学者玛格丽特·米德认为，人类的大脑资源的95%没有开发。但是按照达而文的进化论来说，生物中长期不会用到的部分会逐渐退化掉。那么为什么人类没有用到的95%的大脑资源没有退化掉呢？
其实，那没有用到但是也没有退化掉的95%的脑资源，并不是真的没有用到。而是它的实际作用没有被人类所发现而已。很多生物一生下来就拥有了生存的技能。例如蜘蛛一生下来就会织网，蚊子一生下来就会吸血。这是为什么？本能吗？不！这是生物意识产生的行为。这种行为是经过大脑的逻辑模糊计算与传输处理而实现的。那么为什么有些生物在出生之后，没有父母和同类的教导及传授技能便已经具备了这些生存技能了呢？
我认为，只有一个可能性，那就是他们父母或祖先的部分生存技能的记忆，有选择性的遗传到了他们后辈的大脑里。使他们与生俱来就具备了生存技能的记忆。所以他们能够一生下来就会织网，一生下来就会飞就会吸血。其实人类也是一生下来就拥有了生存的技能，简单举个例子，当婴儿接近母乳的时候，婴儿自己就知道了如何吸吮乳汁。那么人类的其他祖先的生存技能为什么没能遗传下来呢？其实也不是没有遗传下来，而是所有遗传下来的记忆都被自己的大脑封闭起来了。就封闭在那没有用到的95%的大脑资源里。
“那么人类的记忆是如何遗传的呢？首先人类自身的DNA会抛弃一些无用的记忆以尽量将你自身的精华和求生基本技能以及身体各部分细胞的排列顺序和运动规律通过某种编码压缩到一个小小的精子和卵子里。当精子遇到卵子后，这些记忆组件开始解压缩，并利用母体内的营养资源组建并创造属于自己的生命体。”
“为什么人类不能开启自身的里记忆？因为人类自身的进化和几亿年的经历组成了一个庞大的信息体。如果这部分的记忆突然被激活，首先大脑就会对所有记忆进行一次自我检查，那么多的信息一下子涌入一个小小的信息处理器，导致的结果必定是大脑崩溃，甚至死亡。所以潜意识将深层记忆封闭起来，甚至断绝了通往深层记忆的通道。”
上述段落的出处为何马编写的《藏地密码》小说，随后在中文互联网语境中广泛传播，也在其他文学故事作品中被广泛借用，甚至整段整句原样地照搬抄袭：如《白色的爱》，《刚果惊魂》以及《杀人游戏之谋杀感应》等等。需要引起注意的是，这类描述并不具有科学性，通过借用部分科学名词和少量概念，组织成与现代科学完全违背的整体思想（参考：），对于非心理学和生物学专业的读者具有一定的迷惑性。
事实上，在上述描述中除“记忆是后天积累”的部分以外，多为主观的臆测和想象。例如：父母熟读“四书五经”，其儿女无法遗传获得上述记忆。在其他动物中，父母的高级捕猎技能也无法遗传给子代，因而需要重新接受教育，如：母猫会教育小猫、猩猩训练儿女学习吃白蚁等技能等等。该说法之所以在今天对公众仍具有一定的吸引力（对于科学工作者而言，“记忆遗传”理论早已没有市场），关键在于其扩大了记忆的概念，譬如，将动物的捕猎本能也纳入了记忆的范畴，如：祖祖辈辈的狮子都“记得”饿了要吃肉，等等。显然，后者并非大脑的高级功能——“记忆”，而是属于的范畴。即便是只有几十个神经细胞的低等生物——，也具有“”的基础功能，这并非是记忆，而是生物的[11]。遗传学是研究的和的，是的一个重要分支。，人们就已经利用生物体的遗传特性通过来提高谷物和牲畜的产量。而现代遗传学，其目的是寻求了解遗传的整个过程的机制，则是开始于19世纪中期的研究工作。虽然，孟德尔并不知道遗传的物理基础，但他观察到了生物体的遗传特性，某些遗传单位遵守简单的规律，这些遗传单位现在被称为。[13]
基因位于上，而DNA是由四类不同的组成的链状分子，DNA上的核苷酸序列就是生物体的遗传信息。天然DNA以双链形式存在，两条链上的核苷酸互补，而每一条链都能够作为模板来新的互补链。这就是生成可以被遗传的基因的复制方式。
基因上的核苷酸序列可以被翻译以合成，蛋白质上的序列就对应着基因上的核苷酸序列。这种对应性被称为。蛋白质的氨基酸序列决定了它如何成为一个三维，而蛋白质结构则与它所发挥的功能密不可分。蛋白质执行细胞中几乎所有的生物学进程来维持细胞的生存。DNA上的一个基因的改变可以改变其编码的蛋白质的氨基酸，并可能改变此蛋白质的结构和功能，进而对细胞甚至整个生物体造成巨大的影响[14]。
虽然遗传学在决定生物体外形和行为的过程中扮演着重要的角色，但此过程是遗传学和生物体所经历的环境共同作用的结果。例如，虽然基因能够在一定程度上决定一个人的体重，人在孩童时期的所经历的和状况也对他的体重有重大影响。日发布的一项研究成果称，受训练后害怕某种特殊气味的实验鼠，能够通过精子中的一种机制将这种神经冲动传给它们未出生的子孙[15]。
据法新社日报道，这项研究声称，它为动物能够“遗传”对祖先所受创伤的记忆、作出似乎自己有过亲身经历的反应这种观点提供了证据。这是在渐成说研究方面的最新发现。渐成说认为，环境因素能够在不改变基本DNA编码的情况下，导致基因开始表现出不同行为。
研究人员之一、位于美国佐治亚州亚特兰大的埃默里大学医学院的布赖恩·迪亚斯说：“知道祖先的经历如何影响后代能使我们对具有跨代性的神经精神疾病的发病情况有更多了解。”
在研究中，迪亚斯和另一名研究人员克里·雷斯勒使用足休克法训练老鼠害怕一种类似于樱桃花的味道。随后，他们试验了这些老鼠的后代在突然闻到这种味道后的震惊程度。在亲代老鼠受训练时，这些子代老鼠尚未在母体内受胎，而且在试验前从未闻过这种味道。
雷斯勒称，受训练老鼠的后代“能够辨别剂量小得多的味道并作出反应……表明它们对这种味道更为敏感”。他说，它们对其他味道的反应不同，而且与未受过训练的老鼠的后代相比，它们对樱桃花味道的反应大约强了200%。
科学家们然后研究了管理鼻内气味受体的运作、尤其对樱桃花味道作出反应的M71基因。结果发现，通过受过训练的老鼠的精子遗传下来的这个基因的DNA编码没有发生变化。迪亚斯说，但这一基因的确存在一些能够改变其行为并导致这种基因在后代体内被“表达更多”的所谓渐成标志。这反过来又导致受过训练的老鼠及其子孙的脑部发生物理性变化——即脑部嗅球中的嗅小体增大。迪亚斯说：“这是因为鼻中M71神经元增多，（通往脑部的）轴突也增多。”
雷斯勒说：“此种信息传递是亲代‘告知’子代某些它们在将来可能会遇到的特定环境因素之重要性的一种有效方式。”。英国遗传学家马库斯·彭布雷发表评论说，这些研究成果能在研究恐惧症、焦虑和创伤后压力综合征时发挥作用。他在科学媒介中心发布的一份声明中说：“应立即开始认真对待人类跨代反应现象，否则我们将无法理解神经精神疾病或肥胖症、糖尿病和代谢紊乱等疾病的增多。”
这个相关结果虽然在报道中运用了“记忆”等词汇[6]，然而其研究成果并不能作为支持历史上“记忆遗传”理论的证据，反而是现代遗传学中如表观遗传等范围的研究路线[5]。
新手上路我有疑问投诉建议参考资料 查看Keywordspopulation genetics,Chiloscyllium plagiosum,Scoliodon laticaudus
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&&&&&&&&以鲨、鳐类为代表的软骨鱼类主要生活在海洋中,大约有1100种。作为食物链的顶级捕食者和海洋生态系统的重要组成部分,软骨鱼类会对许多其他海洋生物的种群结构产生影响。因此,当软骨鱼类遭到过渡捕捞后将严重影响海洋生态系统中生物群落组成及生态环境。研究发现,相对于硬骨鱼类,大部分鲨、鳐类具有生长缓慢、成熟期长、生殖力低的特点。这些特点导致其具有较低的内禀增长率以及在捕捞压力下较低的种群恢复能力。因此,大部分软骨鱼类种群只能承受中等捕捞强度的渔业开发,否则将导致种群数量急剧减少甚至种群崩溃,并且在种群数量急剧减少后无法象许多硬骨鱼类那样快速恢复原有种群数量和规模。当前鲨鱼渔业在世界范围内快速发展,全球鲨鱼资源已经遭到严重破坏,近十年来鲨鱼种群数量急剧下降,渔业捕捞有可能在自然选择之前造成鲨鱼的灭绝。在这种情况下,鲨鱼的种群遗传学研究显得十分重要。但是由于鲨鱼外部形态特征较少,无法反映其种群个体间的遗传差异,所以难以运用传统的标志放流观察和测量等方法进行种群遗传学研究。从1960年代同工酶电泳技术的发展开始,分子标记技术越来越多地应用在鲨鱼种群遗传学的研究中。分子标记直接针对基因进行分析,不受环境因素、生物个体发育阶段及器官组织变化的影响,能直接揭示鲨鱼个体间和群体间的遗传差异,成为鲨鱼种群遗传学研究的有力工具。目前国外已经有大量关于软骨鱼类种群遗传学的研究报道,但是国内在这方面的研究还未见报道。因此作者利用分子标记技术对我国南部沿海两种有代表性的鲨鱼种类(条纹斑竹鲨和尖头斜齿鲨)的种群遗传学特征进行研究,充实我国软骨鱼类种群遗传学的基础理论,并为我国软骨鱼类保护和资源合理开发提供科学依据。1采用随机引物扩增多态性DNA(RAPD)技术分析了中国南部沿海闽东(MD)、闽南(MN)、粤西(YX)3个条纹斑竹鲨地理群体遗传多样性和遗传结构.结果表明,34个随机引物在这3个群体中共检测出316个位点,各群体检测出的位点数分别为308、308、303,其中多态位点数分别为49、52、42,多态位点比例分别为15.90%、16.88%、13.86%.3个群体的Shannon多样性指数分别为0.5、0.0936:表明条纹斑竹鲨群体的遗传多样性水平较低.遗传距离和UPGMA聚类分析结果显示条纹斑竹鲨的基因交流模式属于沿海岸线的距离隔离模式,遗传差异大小与地理距离远近相关。分子方差分析(AMOVA)结果显示群体问存在显著的遗传结构差异(Fst=0.04404,P＜0.05),变异主要发生在群体内部(95.6%)。2对中国南部沿海5个海域的条纹斑竹鲨群体线粒体控制区序列多态性进行研究,获得长度为bp的线粒体控制区完整序列,经过序列比对,发现了6个多态性核苷酸位点,定义了8个单倍型。5个群体的单倍型多样度(h=0.8)、平均核苷酸差异(K=0..073563)和核苷酸多样度(π=0..000980)均处于较低水平。分子方差分析(AMOVA)结果显示群体间存在显著的遗传结构差异(Fst=0.21626,P＜0.0001),变异主要发生在群体内部(78.4%)。遗传距离分析显示各群体间的遗传差异大小与地理距离远近相关。系统地理学分析显示闽南群体最古老,其余群体是由闽南群体扩张发育而来。3采用随机引物扩增多态性DNA(RAPD)技术对中国南部沿海闽东霞浦-浙南瑞安海域(MD)、闽南-台湾浅滩渔场(MN)、粤西湛江-阳江海域(YX)、北部湾海域(BBW)4个尖头斜齿鲨地理群体遗传多样性进行分析,29个随机引物在4个群体中共检测出282个位点。4个群体各自检测出的位点数分别为273、274、272、276,其中多态位点数分别为54、57、52、45,多态位点比例分别为19.78%、20.80%、19.12%、16.30%。Shannon多样性指数分别为0.104、0.107、0.103、0.090,表明尖头斜齿鲨群体的遗传多样性水平较低。遗传距离和UPGMA聚类分析结果显示尖头斜齿鲨的基因交流模式属于距离隔离模式,遗传差异大小与地理距离远近相关。分子方差分析(AMOVA)结果显示群体间存在微弱但显著的遗传结构差异(Fst=0.019,p＜0.05),变异主要发生在群体内部(98.06%)。4对中国南部沿海4个海域的尖头斜齿鲨群体线粒体控制区序列多态性进行研究,获得长度为1064bp的线粒体控制区完整序列,经过序列比对,发现了12个多态性核苷酸位点,定义了19个单倍型。4个群体的单倍型多样度(h=0.1)、平均核苷酸差异(K=1..492473)和核苷酸多样度(π=0..001403)均处于较低水平。分子方差分析(AMOVA)结果显示群体间存在微弱但显著的遗传结构差异(Fst=0.02078,P＜0.05),变异主要发生在群体内部(97.92%)。遗传距离分析显示各群体间的遗传差异大小与地理距离远近相关。系统地理学分析显示祖先单倍型在各群体中的出现频率相近,各海域群体都拥有各自独特的单倍型分枝。北部湾群体的单倍型进化分枝特别明显,可能与北部湾海域较封闭的地理特征以及尖头斜齿鲨的恋出生地行为有关。5对北部湾海域尖头斜齿鲨4个季节群体线粒体控制区序列进行比较,发现了9个多态性核苷酸位点,定义了15个单倍型。4个季节群体的单倍型多样度(h=0.9)、平均核苷酸差异(K=1..503171)和核苷酸多样度(π=0..001413)均处于较低水平,其中夏季群体的多样性最低,秋季群体最高。分子方差分析(AMOVA)结果显示群体间不存在显著的遗传结构差异(Fst=-0.00752,P＞0.05)。6对条纹斑竹鲨和尖头斜齿鲨的研究结果表明这两种鲨鱼的种群遗传多样性均较低,这主要是由于软骨鱼类线粒体DNA进化速率较低的普遍规律造成的,但是高强度的捕捞作业导致种群数量减少对种群遗传多样性的降低也有影响。7条纹斑竹鲨和尖头斜齿鲨的的采样海域基本相同,但是表现出来的群体间遗传结构变化趋势却不同,分别与它们的行为特点保持一致。条纹斑竹鲨营底栖生活,行动缓慢游泳能力差,因此地理距离对其群体间基因交流的限制作用比较强,导致闽东、闽南、粤西群体间表现出显著的遗传结构差异。但是在同样的地理距离尺度下,活动能力较强的尖头斜齿鲨闽东、闽南、粤西群体间未表现出显著的遗传结构差异。
&&&&Sharks and their relatives,the rays(subclass Elasmobranchii) are a group of about 1100 species of mostly marine fishes.They can affect population structure of many other marine lifes because of their top predators in marine food chain and an important component of marine ecosystems.Therefore,the composition of biological communities and the ecological environment in marine ecosystems will be seriously affected if they are over-fished.Most sharks and rays that have been studied have slow growth,late maturity and low fecundity compared to bony fishes.These attributes result in low intrinsic rates of increase and low resilience to fishing mortality.Thus,most shark and ray populations can withstand only modest levels of fishing without depletion and stock collapse,and decline more rapidly and are not able rebound as quickly as other bony fishes to population reductions.At present shark fisheries have developed around the world,the global shark resources have been seriously damaged,rapid stock decline and collapse with decades,so fisheries will become commercially extinct before the targets of those fisheries become biologically extirpated.In these circumstances,studies of population genetics are important to protection of shark resources.But it is difficult to study population genetics of sharks using traditional tagging observation and morphological measurement methods because they exhibits relatively low levels of morphological features.Since the development of isozyme electrophoresis in 1960s, molecular markers have been increasingly used to study population genetics of sharks.It could directly reveal the genetic differences among individuals and populations without being affected by environment、developmental phase、apparatus and tissue differences.Currently,there are a large number of research reports about elasmobranchs population genetics in abroad,but domestic research in this field has not been reported.Thereby we studied population genetics of two representative sharks(Chiloscyllium plagiosum and Scoliodon laticaudus) by molecular marker technique in China’s southern coast,enrich the basic theory of elasmobranchs population genetics and provide a scientific information for our protection and rational exploitation of elasmobranchs resources.1 Random amplified polymorphic DNA(RAPD) technique was used to assess genetic diversity and population structure within and among three whitespotted bamboosharks (C.plagiosum) stocks from Mindong(MN),Minnan(MN) and Yuexi(YX) of China’s southern coast.Thirty-four primers produced 316 loci in all samples.There were 308,308 and 303 loci in three stocks respectively,in which 49(15.90%),52(16.88%) and 42(13.86%) were polymorphic.Shannon genetic diversity indices of three stocks(0.5,0.0936) indicates that genetic diversity of C.plagiosum is low.In addition,the results of UPGMA cluster analysis and Nei’s genetic distances showed that gene exchange between C.plagiosum stocks fits Isolation-By-Distance Model and genetic differences among stocks correlates to their geographical distance.Using Analasis of Molecular Variance(AMOVA),weak but significant population differentiation was detected with a globle fixation index(Fst= 0.04404,P＜0.05).It meaning that the greater variance occurred among populations(95.60%) and lesser variance within populations(4.402%).2 The entire mitochondrial control region sequences( nucleotides) were amplified from five whitespotted bamboosharks(C.plagiosum) stocks in coastal waters of southern China then 8 haplotypes were defined by 6 polymorphic sites after sequence alignment.Gene diversity(h=0.8)、mean number of pairwise differences(K= 0..073563) and nucleotide diversity(π=0..000980) indicates that genetic diversity of C.plagiosum is low.Using Analasis of Molecular Variance(AMOVA), significant population differentiation was detected with a globle fixation index(Fst= 0.21626,P＜0.0001).It meaning that the greater variance occurred among populations(78.4%) and lesser variance within populations(21.6%).The results of genetic distances analysis showed that genetic differences among stocks correlates to their geographical distance. Statistical phylogeography analysis indicates that MN stock is more ancient than other stocks.3 Random amplified polymorphic DNA(RAPD) technique was used to assess genetic diversity and population structure within and among four spadenose shark(S.laticaudus) stocks from MD,MN,YX and BBW of China’s southern coast.Twenty-nine primers produced 282 loci in all samples.There were 273、274、272 and 276 loci in four stocks respectively,in which 54(19.78%),57(28.80%),52(19.12%)and 45(16.30%)were polymorphic.Shannon genetic diversity indices of four stocks(0.104、0.107、0.103、0.090) indicates that genetic diversity of S.laticaudus is low.In addition,the results of UPGMA cluster analysis and Nei’s genetic distances showed that gene exchange between S.laticaudus stocks fits Isolation-By-Distance Model and genetic differences among stocks correlates to their geographical distance.Using Analasis of Molecular Variance(AMOVA),weak but significant population differentiation was detected with a globle fixation index(Fst=0.019,P＜0.05).It meaning that the greater variance occurred among populations(98.06%) and lesser variance within populations(1.94%). 4 The entire mitochondrial control region sequences(1064 nueleotides) were amplified from four spadenose shark(S.laticaudus) stocks in coastal waters of southern China then 19 haplotypes were defined by 12 polymorphic sites after sequence alignment.Gene diversity(h =0.1)、mean number of pairwise differences(K=1..492473) and nucleotide diversity(π=0..001403) indicates that genetic diversity of S.laticaudus is low.Using Analasis of Molecular Variance(AMOVA),significant population differentiation was detected with a globle fixation index(Fst=0.02078,P＜0.05).It meaning that the greater variance occurred among populations(97.92%) and lesser variance within populations(2.08%).The results of genetic distances analysis showed that genetic differences among stocks correlates to their geographical distance.Statistical phylogeography analysis indicates that frequency of ancient haplotype in all stocks is similar,but all stocks possess their distinct haplotyes clade.The haplotyes clade of BBW stock is most distinct,it may related to more closed geographical characteristics of Beibu Bay and philopatry in S. laticaudus.5 There 19 haplotypes were defined by 12 polymorphic sites after mitochondrial control region sequences alignment of 4 seasonal stocks in Beibu Bay.Gene diversity(h=0.9)、mean number of pairwise differences(K=1..503171) and nucleotide diversity(π=0..001413) of 4 seasonal S.laticaudus stocks is low,in which summer stock is lowest and autumn stock is highest.AMOVA result indicates no significant population differentiation was detected with a globle fixation index(Fst=-0.00752,P＞0.05).6 The results of low population genetic diversity in C.plagiosum and S.laticaudus mainly due to slow rates of mitochondrial DNA evolution in elasmobranchs,but stock depletion by high intensity fisheries may also lower population genetic diversity.7 Genetic structure changes trends between stocks is different in C.plagiosum and S. laticaudus despite their sampling locations is similarity,it consistent to their behavior characters.C.plagiosum move and swimming slowly because of their benthic life,thus geographical distance strongly restricted their gene flow between stocks and resulted in significant genetic structure between MD,MN and YX stocks.But in similar geographical distance scales,S.laticaudus with stronger movement ability didn’t present significant genetic structure between these three stocks.
&&&&&&&&&&中国南部沿海条纹斑竹鲨和尖头斜齿鲨种群遗传学研究摘要8-11Abstract11-13绪论14-19第一章 软骨鱼类种群遗传学研究进展19-42&&&&第一节 软骨鱼类的细胞遗传学19-24&&&&&&&&1.1 核基因组19-21&&&&&&&&1.2 线粒体基因组21-24&&&&第二节 软骨鱼类种群遗传学研究方法的发展24-33&&&&&&&&2.1 同工酶和等位酶标记24-26&&&&&&&&2.2 线粒体DNA标记26-28&&&&&&&&2.3 核DNA标记28-33&&&&第三节 软骨鱼类分子种群遗传学研究进展33-42&&&&&&&&3.1 种类鉴定和新种的发现33-36&&&&&&&&3.2 种群繁殖生物学36-39&&&&&&&&3.3 种群遗传结构与地理分布39-42第二章 中国南部沿海条纹斑竹鲨的种群遗传学研究42-73&&&&第一节 样品采集与DNA提取42-44&&&&&&&&1.1 样品采集42-43&&&&&&&&1.2 DNA提取与检测43-44&&&&第二节 RAPD标记分析44-54&&&&&&&&2.1 RAPD扩增与产物检测44&&&&&&&&2.2 RAPD数据统计和分析方法44-49&&&&&&&&2.3 RAPD分析结果49-53&&&&&&&&2.4 讨论53-54&&&&第三节 线粒体控制区序列标记54-73&&&&&&&&3.1 条纹斑竹鲨线粒体控制区的引物设计54-55&&&&&&&&3.2 条纹斑竹鲨线粒体控制区序列扩增与测定55-56&&&&&&&&3.3 线粒体控制区序列数据分析56-61&&&&&&&&3.4 条纹斑竹鲨线粒体控制区分析结果61-70&&&&&&&&3.5 讨论70-73第三章 中国南部沿海尖头斜齿鲨的种群遗传学研究73-101&&&&第一节 样品采集与DNA提取73-74&&&&&&&&1.1 样品采集73-74&&&&&&&&1.2 DNA提取与检测74&&&&第二节 RAPD标记分析74-79&&&&&&&&2.1 RAPD扩增与产物检测74-75&&&&&&&&2.2 RAPD数据统计和分析75&&&&&&&&2.3 RAPD分析结果75-78&&&&&&&&2.4 讨论78-79&&&&第三节 线粒体控制区标记79-101&&&&&&&&3.1 尖头斜齿鲨线粒体控制区序列扩增与测定79-80&&&&&&&&3.2 线粒体控制区序列数据分析80&&&&&&&&3.3 线粒体控制区分析结果80-99&&&&&&&&3.4 讨论99-101第四章 条纹斑竹鲨和尖头斜齿鲨的种群遗传学特点比较101-105&&&&第一节 遗传多样性101-102&&&&第二节 群体活动与遗传结构差异102-105结论与展望105-107&&&&研究结论105&&&&创新点105-106&&&&不足之处106&&&&展望106-107参考文献107-124致谢124
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