濒危物种长毛明对虾种群遗传变异格局及保护管理单元的研究

Fenneropenaeus penicillatus (F. penicillatus), which is listed in China Species Red List (CSRL, 2005) as an endangered species, is an important marine commercial shrimp distributed along the southeast coast of China. This study comprehensively applied the theory and experimental techniques of ecology, genetics, marine biotechnology and conservation biology together with our prior researches to genetic analyses of F. penicillatus population. The study aimed Ⅰ) to reveal its distributing center of genetic diversity by analyzing the genetic diversity and differentiation, the maintaining mechanism, the variation of genetic structure, the endangering mechanism and the pheromone updating strategy of F. penicillatus populations; Ⅱ) to reveal how environmental factors influence the genetic differentiation of F. penicillatus population by evaluating its current germplasm resources condition; Ⅲ) to instruct the breeding and the enhancement and releasing of F. penicillatus by analyzing the difference of genetic structure between wild and cultured populations; and Ⅳ) to ensure the conservation management unit of F. penicillatus based on its genetic diversity and differentiation, the variation of genetic structure, genetic contribution and the environment. The study will not only benefit better understanding of the germplasm resources of F. penicillatus, but also provide theoretical basis for the effective conservation and the foundation of its nature reserve.

长毛明对虾是我国东南沿海重要的海洋经济虾类之一， 2005年《中国物种红色名录》已将其列为濒危物种。本研究拟在前期研究工作基础上综合运用生态学、遗传学、海洋生物技术和保护生物学的理论及实验手段，研究我国野生长毛明对虾种群（群体）的遗传多样性与分化及维持机制、遗传结构的差异及影响因素、濒危机制和更新策略，揭示其遗传多样性的分布中心，对长毛明对虾种质资源的现状进行评价，揭示生态环境因子在长毛明对虾种群的遗传变异、遗传分化中的作用规律；研究长毛明对虾养殖群体与野生种群的遗传结构差异及其原因，指导长毛明对虾育种及增殖放流工作；基于长毛明对虾种群遗传多样性、遗传结构的差异、遗传贡献率和种群所处的特定的外部环境等确定长毛明对虾保护管理单元。研究结果不仅增加对长毛明对虾种质资源的全面认识，而且为该物种有效地保护和其自然保护区的建立提供理论依据，具有重要的科学意义和实践指导意义。

1、采用FIASCO法，利用生物素标记的(GT)15、 (CT)15的混合探针构建长毛明对虾(CA)n、(GA)n的微卫星文库。挑取681个片段长度在400-1200bp之间的单克隆振荡培养并进行测序。经过微卫星序列筛选，共设计366对特异性引物，检测出74对多态且符合哈温平衡的微卫星引物。这些结果为其种群的保护遗传学的研究奠定了基础。..2、我们采集了中国大陆沿海长毛明对虾分布区的12个野生种群。首次应用微卫星分子技术研究了中国大陆沿海12个长毛明对虾野生种群的遗传多样性与遗传分化的规律和遗传结构的差异及影响因素。根据遗传变异和生态分析的结果，表明在空间尺度上的12个长毛明对虾野生种群具有中等偏低的遗传多样性水平和较低的遗传分化水平。根据其种群遗传多样性、遗传结构和环境因素等，提出了长毛明对虾种群的保护策略等。..3、首次应用线粒体16S rRNA和线粒体D-loop分子标记技术研究了中国大陆沿海12个长毛明对虾野生种群的遗传多样性和遗传分化的规律。线粒体 16S rRNA研究结果表明在中国大陆沿海12个长毛明对虾野生种群中共发现了16个变异多态位点，定义了14种单倍型。线粒体D-loop的研究结果表明在中国大陆沿海12个长毛明对虾野生种群中共发现184个多态位点，包括162个碱基转换位点和63个碱基颠换位点，这些突变位点共定义了79种单倍型。两种研究方法的AMOVA分析均表明12个长毛明对虾野生种群之间具有较低的遗传分化水平。..4、利用20对微卫星多态性引物和扩增片段长度多态性技术对长毛明对虾雌、雄野生群体分别进行了比较研究。两种方法的结果均表明雌、雄群体的遗传多样性水平差异不大及其遗传分化较低(Microsatellite: Fst= 0.0903; AFLP: Gst = 0.0544 )，但雌、雄群体的也存在一定的遗传差异，在雌、雄群体的微卫星研究中分别发现了24、30个特异的等位基因，8个等位基因的雌、雄等位基因频率比值大于5；在雌、雄群体的AFLP研究中分别发现了78、65个特异的位点，49个位点的雌、雄位点出现频率比大于3，9个位点的频率比大于6。