中国近海囊藻属（Colpomenia）物种分布与多样性研究

论文摘要

囊藻属(Colpomenia)隶属于Orchorophyta门、褐藻纲(Phaeophyceae)、墨角藻亚纲(Fucophycidae)、水云目(Ectocarpales)、萱藻科(Scytosiphonaceae)。该属在全球范围内分布十分广泛,多附生于中低潮间带的岩石或大型海藻上。囊藻属藻体直立,呈中空的囊形或球形。由于具有随水流长距离扩散和附着在贝壳(如牡蛎)上跨地区扩散的特征,因此囊藻属海藻是研究海洋生物多样性变动、种群遗传变异和生物地理格局形成的良好模型。目前,中国境内关于囊藻属物种的记载只有长囊藻(C.bullosa,最新的系统分类研究将其更名为Dactylosiphon bullosus)和囊藻(C.sinuosa),详细的物种多样性组成和地理分布研究尚为空白。本研究利用线粒体cox3和atp6标记对我国近海囊藻属物种进行系统分类和种群遗传结构分析,厘清了中国近海囊藻属物种组成、各自地理分布规律以及外来囊藻(C.peregrina)种群多样性特征与遗传变异模式。主要结果如下:⑴利用线粒体cox3和atp6序列对我国近海30个采样点的63个囊藻属样本进行系统分类和遗传变异分析。通过PCR扩增和正向测序获得63条cox3基因序列(620 bp)和62条atp6基因序列(611 bp)。基于最大似然法(Maximum Likelihood,ML)和贝叶斯法(Bayesian Inference,BI)构建的进化树均显示中国近海的囊藻属分化为3个独立分支。Cox3和atp6标记均显示进化树内3个分支间的遗传距离较高,而分支内遗传距离较低。结合形态观察证据和进化树结构,我们认为中国近海囊藻属包括3个种:C.claytoniae,外来囊藻(C.peregrina)和囊藻(C.sinuosa),其中外来囊藻和C.claytoniae在中国属于新记录种。囊藻主要分布在广西、广东和海南等地,外来囊藻主要分布在黄渤海,最南至浙江的南麂列岛及附近。C.claytoniae则有限的分布在东海和南海沿岸和岛屿(南麂列岛、涠洲岛和海南岛)。因栖息地破坏,原记载分布于中国辽宁和山东近海的长囊藻可能已消失。⑵利用线粒体cox3和atp6序列研究了我国近海外来囊藻(C.peregrina)13个地理种群的多样性特征和遗传结构。PCR扩增获得302条cox3序列(620 bp)和310条atp6序列(611 bp),其中cox3序列产生26个单倍型,atp6序列产生17个单倍型。基于两个标记的系统进化、遗传多样性、单倍型网络和Fst值均显示中国近海的外来囊藻种群已分化成3个遗传世系,其中浙江南麂列岛的7个种群遗传多样性较高。本研究首次利用分子系统学手段对我国囊藻属进行系统分类和多样性研究,揭示海藻遗传分化和物种形成规律,相关结果有利于提升我们对中国近海海藻多样性和分布特征的认知,并为潮间带海洋物种多样性保护提供科学依据。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 文献综述
•   1.1 囊藻属物种的生物学特征
•   1.2 囊藻属物种的研究现状
•     1.2.1 囊藻属物种的分类学研究变迁
•     1.2.2 囊藻属物种的分子系统地理学研究
•     1.2.3 研究中国近海囊藻属物种组成和地理分布的必要性
•     1.2.4 囊藻属物种的潜在药用价值
•   1.3 本研究所使用的分子标记
•     1.3.1 线粒体cox3标记
•     1.3.2 线粒体atp6标记
•   1.4 本研究的目的和意义
• 第二章 中国近海囊藻属物种组成与地理分布
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 样品采集
•     2.1.2 实验器材和试剂
•     2.1.3 囊藻属样本基因组DNA提取及检测
•     2.1.4 cox3和atp6序列扩增和测序
•     2.1.5 形态学观察
•   2.2 统计分析
•     2.2.1 数据处理和系统进化树构建
•     2.2.2 遗传变异分析
•   2.3 结果
•     2.3.1 中国近海囊藻属线粒体cox3和atp6分子多态性
•     2.3.2 中国近海囊藻属系统进化与物种多样性
•     2.3.3 中国近海囊藻属cox3和atp6遗传变异
•     2.3.4 中国近海囊藻属物种的形态学特征
•   2.4 讨论
•     2.4.1 囊藻属cox3和atp6序列遗传变异
•     2.4.2 中国近海囊藻属物种多样性
•     2.4.3 影响囊藻属物种多样性的生物地理进程
•     2.4.4 中国近海地区长囊藻的分布与否（C.bullosa,现更新为D.bullosus）
• 第三章 中国近海外来囊藻（C.peregrina）种群遗传多样性研究
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 样品采集及地理分布
•     3.1.2 实验器材和试剂
•     3.1.3 外来囊藻基因组DNA提取和检测
•     3.1.4 外来囊藻cox3和atp6序列扩增和测序
•   3.2 统计分析
•     3.2.1 数据处理和系统进化树构建
•     3.2.2 种群遗传学分析
•   3.3 结果
•     3.3.1 外来囊藻线粒体cox3、atp6序列鉴定和系统进化分析
•     3.3.2 遗传多样性
•     3.3.3 种群遗传结构
•   3.4 讨论
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历及攻读学位期间发表学术论文与成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宋小含

导师: 段德麟,胡自民

关键词: 囊藻,分布范围,遗传变异,系统发育,物种多样性

来源: 中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)

基金: 中国国家自然科学基金(41761144057),泰国研究基金 (RDG6130002)

分类号: Q948.8

总页数: 73

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