1、11期3009优秀青年学者论坛杨聪慧（1988-），博士，主要从事鱼类遗传进化及远缘杂交育种研究工作。先后主持或作为主要成员参与国家重点研发计划项目“重要水产养殖生物种质资源挖掘和创新利用”、国家自然科学基金重大项目“鱼类远缘杂交分子遗传规律研究”、国家自然科学基金青年基金项目“鲤和团头鲂远缘杂交形成类鲫品系的进化基因组学研究”、湖南省自然科学基金青年基金项目“异源四倍体鲤鲌的基因组冲击现象研究”等国家级或省部级科研项目7项；在 Genome Research BMC Biology ScienceChina Life Sciences Aquaculture Frontiers in Gen
2、etics 南方农业学报等国内外核心期刊上发表学术论文20余篇，获授权国家发明专利2项，参与出版科技著作1部。收稿日期：2022-10-04基金项目：国家自然科学基金项目（32202912）；湖南省自然科学基金青年项目（2021JJ40343）；湖南省教育厅科学研究重点项目（20A289）；长沙市杰出创新青年培养计划项目（kq2107006）通讯作者：刘少军（1962-），https:/orcid.org/0000-0001-5761-8571，博士，教授，中国工程院院士，主要从事鱼类繁殖与育种研究工作，E-mail：第一作者：杨聪慧（1988-），https:/orcid.org/0000-
3、0002-7784-0214，博士，主要从事鱼类遗传进化及远缘杂交育种研究工作，E-mail：基于线粒体COI基因和D-loop区联合序列的杂交鲫与野生鲫群体遗传特征研究杨聪慧，黄雪雪，戴承华，许效玮，王石，刘庆峰，张纯，周毅，刘少军*（省部共建淡水鱼类发育生物学国家重点实验室/湖南师范大学生命科学学院，湖南长沙410081）摘要：【目的】分析杂交起源的合方鲫品系和新型同源二倍体类鲫（NCRC）品系、实验红鲫品系及野生鲫群体的遗传特征，揭示杂交鲫群体与野生鲫群体的种质资源现状，为开展鲫育种工作提供科学依据。【方法】以2个杂交品系（合方鲫和NCRC）、1个实验室养殖品系（实验红鲫）和3个野生鲫群
4、体（分别采自湖南省长沙市望城区、长沙市长沙县和常德市）为研究对象，采用PCR扩增6个鲫群体的线粒体COI基因和D-loop区序列，使用DnaSP 6.12分析群体遗传多样性，利用MEGA 7.0.26计算群体内和群体间的遗传距离，运用TCS Network算法绘制单倍型网络，再以Structure 2.3.4推测群体遗传结构；利用Arlequin 3.5.2.2计算群体间的遗传分化系数（FST），并以邻接法（NJ）、最大似然法（ML）和贝叶斯推断法（BI）分别构建系统发育进化树；通过Tajima sD和Fu sFs中性检验结合核苷酸错配分布分析评估群体历史动态。【结果】基于线粒体COI基因和D
5、-loop区联合序列，从6个鲫群体中共鉴定出25个单倍型（Hap1Hap25）；且3个野生鲫群体的单倍型多样性（h，0.5820.877）和核苷酸多样性（，0.002270.00532）明显高于2个杂交品系和实验红鲫品系。构建的单倍型网络结构图和系统发育进化树均显示，合方鲫品系可形成独立分支，且与日本白鲫聚在一起。同时，合方鲫品系与其他群体间的遗传距离（0.05390.0628）和遗传分化系数（FST，0.951470.98331）均较大，其次为NCRC品系和实验红鲫品系，说明养殖群体与野生鲫群体间已产生明显的遗传分化。在Structure聚类分析的基础上进行AMOVA分析，结果表明可将6个鲫
6、群体划分为合方鲫品系、NCRC品系、实验红鲫品系和野生鲫群体共4组，且组间遗传变异占绝大部分（90.14%）。从群体历史动态检验结果来看，6个鲫群体在近期历史上保持相对稳定，未曾经历过明显的群体扩张。【结论】合方鲫品系、NCRC品系及实验红鲫品系3个养殖群南方农业学报Journal of Southern Agriculture2022，53（11）：3009-3019ISSN 2095-1191；CODEN NNXAABhttp:/DOI：10.3969/j.issn.2095-1191.2022.11.00153卷南 方 农 业 学 报 30100引言【研究意义】鲫（Carassius a
7、uratus）是我国淡水水域中最常见的鱼类之一，其肉质鲜美，营养价值高，在我国淡水养殖业中占据重要地位。野生鲫生长速度极其缓慢，长至一斤需要510年，故鲫鱼养殖主要依赖人工培育的优良品种，包括由优良地方品系选育的彭泽鲫和方正银鲫，以及利用杂交等手段培育的湘云鲫和异育银鲫等（颜金鹏等，2007；丁立云等，2017；刘庆峰，2018）。随着鲫鱼养殖规模的逐年扩大，其品种也逐渐推陈出新。合方鲫是以日本体与3个野生鲫群体间已产生明显的遗传分化，且存在一定程度的遗传多样性降低等问题。因此，在后续的鲫育种工作中应适当扩大繁育亲本数量，避免近亲繁殖和瓶颈效应，注重保护养殖群体种质资源的遗传多样性。关键词：鲫
8、；远缘杂交；线粒体；COI基因；D-loop区；遗传结构；遗传多样性中图分类号：S965.117文献标志码：A文章编号：2095-1191（2022）11-3009-11Population genetic characteristics of hybrid and wild cruciancarps in China based on joint sequences of mitochondrialCOI gene and D-loop regionYANG Cong-hui，HUANG Xue-xue，DAI Cheng-hua，XU Xiao-wei，WANG Shi，LIU Qing-
9、feng，ZHANG Chun，ZHOU Yi，LIU Shao-jun*（State Key Laboratory of Developmental Biology of Freshwater Fish/College of Life Sciences，HunanNormal University，Changsha，Hunan 410081，China）Abstract：【Objective】To analyze the genetic characteristics of hybrid crucian carp derived from Carassius cuvieri（）C.cuvie
10、ri red var.（）（HFJ），new homodiploid crucian carp-like species derived from Cyprinus carpio L.（）Me-galobrama amblycephala（）（NCRC），laboratory red crucian carp（RCC）and wild crucian carp population strains，toreveal current situation of hybrid and wild population germplasm resources，thus providing scienti
11、fic evidence for cru-cian carp breeding.【Method】With 2 hybrid strains（HFJ and NCRC），1 laboratory strain（RCC），and 3 wild populations（collected from Wangcheng District，Changsha County，Changsha City and Changde City of Hunan Province）as researchobjects，mitochondrial COI gene and D-loop region of these
12、6 populations were amplified with PCR.DnaSP 6.12 wasused to analyze the genetic diversity；MEGA 7.0.26 was used to calculate the genetic distance within and between popula-tions；TCS Network algorithm was used to plot haplotype network and Structure 2.3.4 was used to predict the populationgenetic stru
13、cture.Arlequin 3.5.2.2 was used to calculate genetic differentiation coefficient（FST）and the phylogenetictrees were constructed by Neighbor-joining method（NJ），Maximum likelihood method（ML）and Bayesian inferencemethod（BI）.Demographic history of the populations were evaluated by Tajima sDand Fu sFsneu
14、trality test combinedwith nucleotide mismatch distribution analysis.【Result】Based on joint sequences of mitochondrial DNA COI gene andD-loop，a total of 25 haplotypes（Hap1-Hap25）were identified from the 6 populations；haplotype diversity（h，0.582-0.877）and nucleotide diversity（，0.00227-0.00532）of the 3
15、 wild populations were significantly higher than those of2 hybrid strains and RCC strain.Haplotype network structure chart and phylogenetic tree showed that HFJ strain，whichcould form an independent branch，clustered with Japanese white crucian carp.Meanwhile，the genetic distance（0.0539-0.0628）and ge
16、netic differentiation coefficient（FST，0.95147-0.98331）between HFJ strain and other populationswere the largest，followed by NCRC and RCC，indicating an obvious genetic differentiation between cultured and wildpopulations.AMOVA analysis based on Structure clustering analysis showed that the 6 populations were divided into4 groups：HFJ，NCRC，RCC，and wild crucian carp，with between-group genetic variation accounted for the most（90.14%）.Demographic history test of the populations showed that Neutrality t