鄒聰聰, 王麗娟, 吳志昊, 尤鋒

1. 中國(guó)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 海洋大科學(xué)中心(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所), 山東 青島 266071;

2. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)海洋生物學(xué)與生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島 266237;

3. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

遺傳多樣性是影響種群適應(yīng)能力的關(guān)鍵因素,尤其是在多變和極端環(huán)境下(Ketchum et al, 2016),而群體結(jié)構(gòu)則反映了種群在進(jìn)化過(guò)程中因地理或生態(tài)變化等所產(chǎn)生的環(huán)境適應(yīng)性分化(高天翔 等,2020)。它們是研究種群動(dòng)態(tài)變化的基礎(chǔ), 也是生物分子系統(tǒng)地理學(xué)研究的重要內(nèi)容, 能為可持續(xù)漁業(yè)的開(kāi)發(fā)、物種管理和保護(hù)提供重要建議(Montes et al,2017)。因此, 為了解海洋生物遺傳多樣性的現(xiàn)狀、系統(tǒng)地理結(jié)構(gòu)和物種進(jìn)化過(guò)程, 許多海洋生物開(kāi)展了生物分子系統(tǒng)地理學(xué)研究。借助分子標(biāo)記, 研究魚(yú)類群體遺傳變異和多樣性可以有效地了解目前該魚(yú)種的資源狀況和追溯群體的歷史變化(Menezes et al, 2012; Zhang et al, 2014)。線粒體DNA具有母系遺傳、進(jìn)化速度快等特點(diǎn), 已被廣泛應(yīng)用于群體遺傳、歷史動(dòng)態(tài)分析研究(Guo et al, 2014; Munian et al,2015)。其中, 線粒體控制區(qū)是一段非編碼基因序列,由高變位點(diǎn)組成, 因其受自然選擇壓力小, 突變率高, 被廣泛應(yīng)用于群體遺傳變異分析(Han et al,2008; Myoung et al, 2014)。

日本鳀(Engraulis japonicus)隸屬于鯡形目(Clupeiformes)、鳀科(Engraulidae), 是一種小型遠(yuǎn)洋型的群居魚(yú)種, 廣泛分布于西北太平洋的沿岸(Ohata et al, 2018)。在中國(guó)其主要分布在渤海、黃海和東海, 是黃海和東海單種魚(yú)類資源生物量最大的魚(yú)種之一(朱琨 等, 2020)。日本鳀屬暖水性中上層魚(yú)類, 主要以浮游生物為食, 其在幼蟲(chóng)階段被稱為“海蜒”, 是海洋食肉動(dòng)物的主要獵食對(duì)象, 如海洋哺乳動(dòng)物和海鳥(niǎo)等(Checkley et al, 2017)。因此, 日本鳀在海洋食物鏈中起著承上啟下的作用(胡東方,2009), 是黃海生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的資源關(guān)鍵種(唐啟升 等, 2000)。日本鳀具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值, 被稱之為“魚(yú)中珍品”, 主要用于食用和動(dòng)物飼料等。20世紀(jì)90年代之前, 其捕獲方式主要是由沿岸小型漁具和近海底拖網(wǎng)作業(yè)兼捕所得; 而在90年代之后, 由于大規(guī)模地開(kāi)發(fā)利用, 由兼捕對(duì)象轉(zhuǎn)為了主捕對(duì)象, 特別是在中國(guó)、日本和韓國(guó)(薛利建 等,2005)。因此, 對(duì)日本鳀的分子系統(tǒng)地理學(xué)研究迫在眉睫。目前, 有關(guān)我國(guó)沿海鳀魚(yú)群體變異的研究已有些報(bào)道, 但大多集中于較大地理尺度的海域間的群體分析, 且僅限于遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)研究,對(duì)于其歷史動(dòng)態(tài)變化分析甚少, 如Liu等(2006)發(fā)現(xiàn)中國(guó)沿海包括黃海日本鳀表現(xiàn)出很高的單倍型多樣性; Kim等(2004)利用線粒體12S核糖體序列研究了黃海南部、南海東部和濟(jì)州島西岸日本鳀的群體遺傳結(jié)構(gòu), 結(jié)果顯示各群體間的遺傳距離并不顯著?；诰€粒體DNA的COI序列和cyt b序列對(duì)黃海和東海日本鳀的群體遺傳變異及遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行的分析發(fā)現(xiàn), 這兩個(gè)群體無(wú)顯著的群體遺傳結(jié)構(gòu)(Yu et al, 2005; Zheng et al, 2015), 后者推測(cè)其可能與浮游幼蟲(chóng)的擴(kuò)散行為和洋流有關(guān)。而有關(guān)各海域內(nèi)特別是黃海的日本鳀群體遺傳結(jié)構(gòu)和多樣性研究較少。因此, 本文對(duì)黃海4個(gè)日本鳀地理群體進(jìn)行遺傳變異分析, 探究其遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)和歷史動(dòng)態(tài)變化。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

試驗(yàn)材料來(lái)自2016年8—9月漁業(yè)資源調(diào)查船“北斗號(hào)” 2016003航次在黃海海區(qū)16個(gè)站位利用底層單拖網(wǎng)方式采集的樣品。如圖1所示, 將從16個(gè)站位的采集的131尾日本鳀劃分成北黃海北部(NYN,n=43, 體重=19.3±6.1g)、北黃海南部(NYS,n=36, 體重=11.6±7.5g)、南黃海北部(SYN,n=30, 體重=7.8±4.2g)和南黃海中部(SYC,n=22, 體重=3.8±2.0g) 4個(gè)地理群體。采集每個(gè)個(gè)體的肌肉組織,并于-20℃保存, 用于總DNA的提取。實(shí)驗(yàn)流程均符合中國(guó)科學(xué)院海洋研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)安全審查制度要求。

圖1 黃海日本鳀樣本采集的地理分布圖圖中表示北黃海北部群體(NYN);表示北黃海南部群體(NYS);表示南黃海北部群體(SYN);表示南黃海中部群體(SYC)。該圖基于國(guó)家測(cè)繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站下載的審圖號(hào)為GS(2020)4629的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作Fig. 1 Map of sampling locations of Engraulis japonicus in the Yellow Sea., north of the Northern Yellow Sea population (NYN);, south of the Northern Yellow Sea population (NYS);, north of the Southern Yellow Sea population (SYN);, central part of the Southern Yellow Sea population (SYC)

1.2 試驗(yàn)方法

將采集樣品根據(jù)形態(tài)特征, 參考魚(yú)類檢索(成慶泰 等, 1987)和Fishbase (http://www.fishbase.org)進(jìn)行物種鑒定。使用DNA提取試劑盒(中國(guó), 天根)提取日本鳀個(gè)體的總DNA, 用1%瓊脂糖凝膠電泳對(duì)提取的DNA進(jìn)行檢測(cè)。使用Nanodrop 2000分光光度計(jì)(美國(guó), Thermo)測(cè)定核酸濃度和純度, 然后于-20℃下保存。根據(jù)NCBI日本鳀線粒體控制區(qū)序列(GenBank序號(hào): NC_003097.1), 利用Primer 3軟件(https://www.yeastgenome.org/primer3), 設(shè)計(jì)了一對(duì)引物(EJ-CR-F1: CAAAGGGAAGAGGCTTGAAC和EJ-CR-R1: TGCTTACGGAACTTTTCAGGGT)用于PCR擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增的反應(yīng)體系為50μL, 包括25μL 2× Es taq酶(中國(guó), 康為世紀(jì)), 2mM正向引物/反向引物, 50～100ng DNA模板, 超純水補(bǔ)充加至50μL。PCR程序?yàn)? 預(yù)變性94℃ 2 min, 變性94℃ 30 s, 退火55℃ 30 s, 延伸72℃ 1min, 其中預(yù)變性的循環(huán)次數(shù)為1個(gè), 變性、退火和延伸的循環(huán)次數(shù)為35個(gè)。最后在72℃下進(jìn)行終延伸5min。PCR產(chǎn)物在1.2%瓊脂糖凝膠上進(jìn)行檢測(cè), 利用膠回收試劑盒(美國(guó),Omega)進(jìn)行純化。純化后的PCR產(chǎn)物送至青島擎科梓熙生物技術(shù)有限公司, 利用擴(kuò)增引物進(jìn)行測(cè)序,并設(shè)計(jì)中間引物雙向測(cè)通。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用ClustalX 2.1 (Larkin et al, 2007)進(jìn)行序列拼接和比對(duì), 并在NCBI上進(jìn)行同源檢測(cè)。用Arlequin 3.5 (Excoffier et al, 2010)分析群體的核苷酸組成、單倍型數(shù)量、單倍型多樣性(h)、多態(tài)性位點(diǎn)數(shù)、堿基顛換、轉(zhuǎn)換、插入、核苷酸多樣性(π)和遺傳分化系數(shù)Fst值。將4個(gè)群體按地理位置進(jìn)行種群劃分: 一個(gè)基因池(所有群體), (NYN、NYS)和(SYN、SYC)兩個(gè)基因池, (NYN、NYS、SYN)和(SYC)兩個(gè)基因池, 通過(guò)分子方差分析(Analysis of Molecular Variances, AMOVA)評(píng)估群體間的遺傳變異。中性檢驗(yàn)推測(cè)群體是否發(fā)生種群擴(kuò)張事件。利用R語(yǔ)言進(jìn)行主成分判別分析(Discriminant Analysis of Principal Components, DAPC)?；诔喑匦畔?zhǔn)則(Akaike Information Criterion, AIC)準(zhǔn)則,在jModeltest 2.1 (Darriba et al, 2012)中選擇最佳擬合的核苷酸替代模型, 模型參數(shù)為HKY (Hasegawa-Kishino-Yano)+I+G, 其中I=0.835、G=0.409。通過(guò)MrBayes 3.2 (Ronquist et al, 2012)構(gòu)建貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。利用PopART 1.7 (Leigh et al, 2015)繪制單倍型網(wǎng)絡(luò)圖。根據(jù)公式:τ=2tμ, 式中τ是擴(kuò)張參數(shù),μ是控制區(qū)的突變率(單位: Ma-1),t是自擴(kuò)張以來(lái)的時(shí)間(單位: Ma), 在錯(cuò)配分布中評(píng)估種群的擴(kuò)張時(shí)間。由于日本鳀的突變速率未曾報(bào)道,根據(jù)魚(yú)類的突變速率(Donaldson et al, 1999), 本研究選取了3%·Ma-1作為日本鳀的突變速率。同時(shí)利用Beast 2.5 (Bouckaert et al, 2014)繪制群體的貝葉斯天際線圖, 以評(píng)估有效種群大小隨時(shí)間的變化, 使用Beast 2.5的Yule模型評(píng)估譜系之間的分歧時(shí)間。

2 結(jié)果

2.1 遺傳多樣性與系統(tǒng)發(fā)育分析

對(duì)4個(gè)地理群體的131尾魚(yú)的線粒體控制區(qū)序列與基因組序列進(jìn)行比對(duì), 獲得了長(zhǎng)度為1024bp的全部線粒體控制區(qū)片段。在日本鳀線粒體基因組中, 該片段位于15652～16675bp區(qū)域。131個(gè)序列中,堿基的組成分別為A 29.40%、T 30.78%、C 23.56%和G 16.26%, 其中, 單倍型數(shù)量為126個(gè), 多態(tài)位點(diǎn)數(shù)為108個(gè), 堿基轉(zhuǎn)換數(shù)為85個(gè), 堿基顛換數(shù)為38個(gè)和堿基插入數(shù)為4個(gè)(表1)。4個(gè)群體的單倍型多樣性均很高, 其中NYS群體的最低(0.995±0.009),SYC群體的最高(1.000±0.014)。而核苷酸多樣性均較低, 為0.010±0.005～0.011±0.006。NYN群體的多態(tài)位點(diǎn)數(shù)最多, 為71個(gè); SYC群體的多態(tài)位點(diǎn)數(shù)最少, 為50個(gè)。在4個(gè)群體中, 僅NYS和SYC群體有堿基插入情況。根據(jù)單倍型網(wǎng)絡(luò)圖可知, 126個(gè)單倍型被明顯分成了兩個(gè)分支, 并且它們與地理位置無(wú)顯著關(guān)系(圖2)。在系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)中, 黃海日本鳀的單倍型同樣分化成了2個(gè)譜系(圖3)。

圖3 黃海日本鳀126個(gè)單倍型的貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig. 3 Bayesian inference phylogenetic tree of 126 haplotypes of Engraulis japonicus in the Yellow Sea

表1 日本鳀4個(gè)地理群體的遺傳多樣性參數(shù)Tab. 1 Genetic diversity parameters in four Engraulis japonicus populations

圖2 黃海日本鳀的單倍型網(wǎng)絡(luò)圖分支上的短線表示單倍型間的突變Fig. 2 The haplotype network of Engraulis japonicus in the Yellow Sea. The short lines on the branches indicate mutation step between haplotypes

2.2 種群分化與結(jié)構(gòu)

日本鳀4個(gè)地理群體兩兩間的Fst值均很小(0.010～0.018)(表2)。在AMOVA分析中, 4個(gè)群體按地理位置進(jìn)行了3個(gè)類型的種群劃分。結(jié)果顯示, 3個(gè)類型的種群劃分類型均無(wú)明顯的群體結(jié)構(gòu), 且分子變異主要來(lái)源于群體內(nèi)(表3)。DAPC分析結(jié)果與上述結(jié)果一致, 4個(gè)群體比較集中, 無(wú)明顯的群體分離現(xiàn)象(圖4)。

圖4 日本鳀4個(gè)地理群體的主成分判別(DAPC)分析Fig. 4 DAPC analysis of four Engraulis japonicus populations in the Yellow Sea

表3 分層結(jié)構(gòu)的分子方差分析Tab. 3 Analysis of Molecular Variance (AMOVA) in hierarchical structure

2.3 歷史動(dòng)態(tài)分析

如表4所示, 4個(gè)群體的Tajima’sD值均為負(fù)值,且p值均大于0.05。譜系1和譜系2的Tajima’sD值為負(fù)值, 但p值均小于0.05。群體和譜系的Fu’sFs值從–24.790到–13.580,p值均為0.000。Ramos-Onnsis and Roza’s檢驗(yàn)結(jié)果顯示, 無(wú)論是群體還是譜系,R2的p值均為0.000。以上結(jié)果表明, 4個(gè)群體和2個(gè)譜系可能發(fā)生過(guò)群體擴(kuò)張。

表4 日本鳀4個(gè)地理群體的中性檢驗(yàn)Tab. 4 Neutrality tests of four Engraulis japonicus populations in the Yellow Sea

群體擴(kuò)張的錯(cuò)配分布結(jié)果顯示, 僅譜系1的擴(kuò)張后群體大小θ1(99999.000)值遠(yuǎn)大于初始群體大小θ0(0.228), 且群體和譜系的偏差平方和SSD值和Harpending’s Raggedness指數(shù)HRI均無(wú)顯著差異(表5)。根據(jù)擴(kuò)張參數(shù)τ值評(píng)估群體的擴(kuò)張時(shí)間,結(jié)果表明, 譜系1和譜系2分別于0.135Ma和0.164Ma前發(fā)生了群體擴(kuò)張, 這可以追溯到更新世時(shí)期。在空間擴(kuò)張模型下, SYC、SYN和譜系1的M值遠(yuǎn)大于θ。群體和譜系的SSD值和HRI也無(wú)顯著差異。如圖5顯示, 譜系1和譜系2在錯(cuò)配分布中均呈現(xiàn)為單峰。貝葉斯天際線圖顯示, 根據(jù)線粒體控制區(qū)序列, 黃海日本鳀的有效群體數(shù)量隨著時(shí)間的推移并不穩(wěn)定, 在0.150Ma前出現(xiàn)了明顯的下降(圖6)。

圖5 譜系1 (a)和譜系2 (b)的錯(cuò)配分布圖Fig. 5 Mismatch distributions of lineage 1 (a) and lineage 2 (b)

圖6 黃海日本鳀的貝葉斯天際線圖實(shí)線表示中值, 陰影區(qū)域表示95%的最高后驗(yàn)密度Fig. 6 Bayesian skyline plot of Engraulis japonicus populations in the Yellow Sea. The solid line represents median values,and the shading shows the 95% highest posterior density

表5 群體擴(kuò)張和空間擴(kuò)張模型下的錯(cuò)配分布Tab. 5 Mismatch distribution under demographic expansion and spatial expansion models

3 討論

群體的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)是群體動(dòng)力學(xué)研究的重要內(nèi)容(Domingues et al, 2018), 也是漁業(yè)管理和物種保護(hù)的基礎(chǔ)(Nyk?nen et al, 2020)。日本鳀廣泛分布于中國(guó)沿海地區(qū), 是黃海單種魚(yú)類資源生物量最大的魚(yú)種之一(朱琨 等, 2020), 也是其生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的資源關(guān)鍵種(唐啟升 等, 2000)。但目前針對(duì)黃海海域日本鳀的群體遺傳研究較少。本研究利用線粒體控制區(qū)序列, 對(duì)黃海日本鳀進(jìn)行了遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果顯示, 黃海日本鳀具有較高的遺傳多樣性, 4個(gè)地理群體的總單倍型多樣性達(dá)到了0.999±0.001, 這與Yu等(2005)利用線粒體DNA的COI序列和cyt b序列檢測(cè)的黃海日本鳀遺傳多樣性水平結(jié)果一致, 其單倍型多樣性水平很高, 也達(dá)到0.934±0.061～0.981±0.031。這也與許多海洋魚(yú)類如分布在西大西洋、印度洋和紅海的絲鯊(Carcharhinus falciformis)(Clarke et al, 2015)、智利巴塔哥尼亞和阿根廷海岸的智利黍鯡(Sprattusfuegensis)(Canales-Aguirre et al, 2018)和馬六甲海峽、中國(guó)南海和西里伯斯海的青甘金槍魚(yú)(Thunnus tonggol)(Kasim et al, 2020)等一樣具有很高的單倍型多樣性。不僅如此, 在我國(guó)沿海海域的許多魚(yú)種也表現(xiàn)出很高的單倍型多樣性, 如小黃魚(yú)(Larimichhys polyacis)(Zhang et al, 2017)、黑鯛(Acanthopagrus schlegeli)(趙爽 等, 2010)等。除此之外, 鯡形目的許多魚(yú)種也具有很高的單倍型多樣性,如分布在蘇魯西里伯斯海的沙丁魚(yú)(Sadinella lemuru), 單倍型多樣性達(dá)0.9981±0.0050～1.0000±0.0041 (Pedrosa-Gerasmio et al, 2015), 西北太平洋沿岸的鰳(Ilisha elongata)平均單倍型多樣性達(dá)0.98 (Wang et al, 2016)。有研究表明, 群體內(nèi)維持較高的單倍型多樣性可能與龐大的群體數(shù)量, 環(huán)境的異質(zhì)性和生活史有關(guān)(Nei, 1987)。盡管本研究中4個(gè)地理群體均表現(xiàn)出很高的單倍型多樣性, 但反映群體中所有單倍型對(duì)之間平均差異的核苷酸多樣性這一敏感指標(biāo)(Ma et al, 2010; Sun et al, 2019)卻都很低, 僅為0.010±0.005。根據(jù)Grant和Bowen分類表,這種高單倍型多樣性和低核苷酸多樣性可能與種群的擴(kuò)張有關(guān)(Grant et al, 1998), 種群數(shù)量因環(huán)境變化急劇增加, 同時(shí)堿基的突變使得單倍型數(shù)量和單倍型多樣性增加, 而核苷酸多樣性沒(méi)有獲得足夠的時(shí)間積累(梁述章 等, 2019), 故鳀推測(cè)黃海日本群體可能經(jīng)歷了群體擴(kuò)張。然而, 雖然本研究結(jié)果顯示, 黃海日本鳀的單倍型多樣性水平很高, 說(shuō)明目前資源仍較豐富, 但有研究表明, 黃海日本鳀的常規(guī)生物量正在下降(Jung et al, 2016)。因此, 合理科學(xué)的物種保護(hù)措施仍需實(shí)施。

AMOVA分析結(jié)果和Fst值顯示, 黃海4個(gè)日本鳀群體間無(wú)明顯的群體分化。在群體的動(dòng)態(tài)變化中,許多因素都可能影響海洋種群的群體結(jié)構(gòu), 如海洋動(dòng)物的生活史、洋流和歷史變化等(Zhang et al, 2014;Cheng et al, 2018)。在海洋環(huán)境中, 許多物種都需經(jīng)歷較長(zhǎng)的浮游階段, 而較強(qiáng)的浮游能力可以促進(jìn)群體間的基因交流, 從而使得原有的地理距離被克服,產(chǎn)生遺傳上的同質(zhì)性(Otwoma et al, 2018)。尤其是浮游魚(yú)類, 在其早期生命階段, 卵和幼體都會(huì)被動(dòng)地被洋流所運(yùn)送(Xing et al, 2020)。有研究指出, 日本鳀的卵和仔魚(yú)會(huì)受洋流影響漂浮至較溫暖的沿海和近海水域(Hayashi et al, 2016)。而且大約在產(chǎn)卵后2周內(nèi), 大部分產(chǎn)的卵和分布在日本南部黑潮周圍新孵出的仔魚(yú)會(huì)從黑潮及其下游區(qū)域朝東北方向輸送至過(guò)渡區(qū)(Takahashi et al, 2005)。Zheng等(2015)發(fā)現(xiàn), 從黃海和東海采集的日本鳀樣品間無(wú)明顯的群體結(jié)構(gòu), 推測(cè)可能是浮游幼體強(qiáng)大的擴(kuò)散能力和洋流系統(tǒng)所致。黃海水域中分布著多種表層流, 如黃海沿岸流、蘇北海流和韓國(guó)沿岸流等(Yu et al,2020)。而表層環(huán)流受風(fēng)的影響呈現(xiàn)出季節(jié)性的變化特點(diǎn), 這使得浮游幼體的被動(dòng)遷移也出現(xiàn)季節(jié)性的變化, 因此, 浮游物種群體間的聯(lián)系在一定程度上取決于產(chǎn)卵的時(shí)間(Sefc et al, 2020)。日本鳀屬于洄游性魚(yú)類, 會(huì)在產(chǎn)卵場(chǎng)(3—6月)、索餌場(chǎng)(7—10月)和越冬場(chǎng)(12—2月)之間有節(jié)律地做季節(jié)性洄游(趙憲勇, 2006; Pandey et al, 2017)。每年初春時(shí)分, 成體鳀魚(yú)就會(huì)開(kāi)始從越冬場(chǎng)遷移至沿海的產(chǎn)卵場(chǎng)(Kwon et al, 2012)。當(dāng)海水溫度適宜時(shí), 就會(huì)促使日本鳀遷移(Zhou et al, 2015)。黃海海域日本鳀的產(chǎn)卵季節(jié)較長(zhǎng), 從4月持續(xù)至10月, 5月到7月為產(chǎn)卵的盛期(Yu et al, 2020)。而黃海中部近海域是黃海主要的產(chǎn)卵場(chǎng)之一, 也是黃海日本鳀產(chǎn)卵場(chǎng)的重要組成部分(李秀梅 等, 2016)。因此, 這些原因都可能使得黃海海域的日本鳀表現(xiàn)出遺傳上的均一性, 本研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。另外, Liu等(2006)、Yu等(2005)和Zheng等(2015)都對(duì)日本鳀展開(kāi)了群體遺傳研究, 研究海域主要集中于較大地理尺度的海域間群體分析。雖然他們也分析了黃海的樣品, 但采樣點(diǎn)及樣品數(shù)量少, 并且Yu等(2005)和Zheng等(2015)使用的分子標(biāo)記是COI和cyt b。本文使用的分子標(biāo)記是序列變異更高的線粒體DNA控制區(qū)序列, 廣泛應(yīng)用于群體遺傳和歷史動(dòng)態(tài)分析。本文研究結(jié)果顯示, 黃海海域日本鳀無(wú)明顯的群體結(jié)構(gòu)。Yu等(2005)和Zheng等(2015)與Liu等(2006)也分別發(fā)現(xiàn), 黃海與東海日本鳀、中國(guó)沿海與日本海域日本鳀同樣無(wú)顯著的群體結(jié)構(gòu)。綜上所述, 西北太平洋日本鳀可以作為一個(gè)漁業(yè)單位進(jìn)行相關(guān)資源的管理和保護(hù)。

根據(jù)貝葉斯進(jìn)化樹(shù)的結(jié)果, 黃海日本鳀分化出了兩個(gè)譜系, 雖然兩個(gè)譜系的置信值比較低, 但是單倍型網(wǎng)絡(luò)圖中也產(chǎn)生了兩個(gè)明顯的譜系。中性檢驗(yàn)分析結(jié)果顯示, 黃海日本鳀2個(gè)譜系均具有顯著的Tajima’sD、Fu’sFs和Ramos-Onnsis and Roza’sR2值, 說(shuō)明其可能經(jīng)歷過(guò)突然的種群擴(kuò)張、基因流動(dòng)、方向選擇或平衡選擇等(Wang et al, 2016)。結(jié)合錯(cuò)配分布圖呈現(xiàn)出的單峰圖, 本研究推測(cè)譜系1和譜系2可能發(fā)生過(guò)群體擴(kuò)張, 而擴(kuò)張時(shí)間分別為0.135Ma和0.164Ma前, 即在更新世。并且兩個(gè)譜系的分化時(shí)間為0.701Ma前, 也可以追溯到更新世(2.60Ma—0.012Ma前)。研究發(fā)現(xiàn), 許多海洋生物在更新世都會(huì)經(jīng)歷群體瓶頸、群體擴(kuò)張等變化, 如東海近岸的帶魚(yú)(Trichiurus japonicus)(吳仁協(xié) 等, 2019)、馬來(lái)西亞沿海的長(zhǎng)尾金槍魚(yú)(Thunnus tonggol)(Kasim et al, 2020)和印度—西太平洋中部的藍(lán)圓鲹(Decapterus maruadsi)(Jamaludin et al, 2020)等。Liu等(2006)也發(fā)現(xiàn), 在更新世期間, 中國(guó)沿岸和日本沿岸的日本鳀和澳大利亞鳀(Engraulis australis)發(fā)生了群體分化。同樣地, 我們的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)黃海日本鳀的譜系分化發(fā)生在更新世。更新世期間的顯著特點(diǎn)就是冰期和間冰期的循環(huán)交替, 導(dǎo)致海平面和氣候發(fā)生巨大變化, 從而使得群體間發(fā)生分化(Pillans et al, 1998; Inoue et al, 2014)。因此, 更新世對(duì)于海洋動(dòng)物包括日本鳀的進(jìn)化、分布以及群體結(jié)構(gòu)會(huì)造成很大影響(Liu et al, 2007; Shen et al, 2011)。除此之外, 本研究還發(fā)現(xiàn)在0.150Ma前, 日本鳀有效群體數(shù)量開(kāi)始下降, 這可能與更新世期間海平面降低導(dǎo)致沿岸海洋物種棲息地的減少有關(guān)。