脉红螺繁殖行为和群体遗传特征研究

	脉红螺繁殖行为和群体遗传特征研究
	薛东秀
学位类型	博士
导师	刘进贤
	2014-05
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位专业	海洋生态学
关键词	脉红螺雌性多次交配精子竞争遗传多样性群体遗传结构微卫星
其他摘要	在有性生殖物种中，两性之间生殖适合度的差异会导致产生激烈的性选择以及两性之间的性别冲突，从而产生多种多样的繁殖策略。繁殖策略的进化是繁殖行为学的核心问题，是理解动物婚配制度和性选择的关键。伴随分子标记在动物繁殖行为学研究中的广泛应用，越来越多的研究证明，雌性多次交配现象（一雌多雄制）是动物界普遍存在的一种现象，而精子竞争是在雌性多次交配的基础上发生的，是一种微妙而有力的性选择方式。同时，繁殖策略可以影响个体的生殖成功率，进而会影响物种的有效群体大小和遗传多样性水平。目前基于分子标记探讨骨螺科物种雌性多次交配现象及精子竞争研究还未见报道。为加深对腹足纲贝类雌性多次交配现象的进化机制、精子竞争模式以及繁殖行为对动物群体遗传特征的影响的认识，有必要进一步开展相关研究。本研究选择脉红螺这一骨螺科螺类代表动物，对其繁殖行为（雌性多次交配行为和精子竞争）和群体遗传特征（遗传多样性和种群遗传结构）进行了研究，开发了32 个具有多态性的微卫星位点，证实了脉红螺具有雌性多次交配现象，验证了雌性多次交配行为的非适应性进化机制，查明了脉红螺精子竞争模式，揭示了脉红螺的群体遗传特征，为深入探讨骨螺科乃至腹足纲螺类的雌性多次交配行为进化机制和精子竞争机制提供了理论参考，并为脉红螺野生资源的保护和合理开发利用提供科学依据。主要研究结果如下： 1. 采用磁珠富集法从脉红螺基因组DNA中成功筛选32 个具有多态性的微卫星位点。利用32 个脉红螺野生个体对所得的微卫星位点进行多态性评价，结果显示：各微卫星位点等位基因数目从4 到32 个不等，观测杂合度范围为0.3226-1.000，期望杂合度范围为0.5754-0.9727。所有位点经Bonferroni 校正后有7 个位点显著偏离哈迪-温博格（Hardy-Weinberg）平衡，并且经Micro-Checker软件分析，结果显示这7 个微卫星位点可能含有无效等位基因。32 个位点两两分析，均不存在连锁不平衡现象。 2. 采用5 个多态性微卫星位点对采自我国丹东大鹿岛海域的19 个脉红螺野生卵群（共1381 个幼虫）进行了多重父系分析，结果显示：19 个卵群中，有17 个卵群检测到多重父系现象（89.5%），其幼虫来自2−7 个不同的雄性个体，平均为4.8 个雄性个体。在17 个存在多重父系现象的卵群中，不同父本对后代的贡献在16 个（94.1%）卵群中存在显著偏差，并存在一个对后代贡献占明显优势的雄性，其在同一卵群的不同卵袋中也占显著优势，暗示脉红螺雌螺储精器官内可能存在精子竞争，但由于缺乏繁殖行为学如交配次序等信息，无法确定其精子竞争模式及可能机制。同一卵群中所分析的2−6 个卵袋幼虫其多重父系分布格局基本一致，很有可能雌性多次交配所获得的来自不同雄性的精子在雌性的储精器官内混合后完成与卵子的受精。 3. 为检验雌性多次交配行为的非适应性进化机制和查明脉红螺精子竞争模式，本研究设置不同密度组（低密度组的密度为12 个/m3，高密度组密度为36 个/m3）进行室内养殖脉红螺试验，观察与记录其交配产卵行为；同时，采用6 个多态性微卫星位点对所获得的103 个卵群的125 个卵袋（低密度组：24个卵群，31 个卵袋；高密度组：79 个卵群，94 个卵袋）的3026 个幼虫进行多重父系分析，研究发现：高密度组雌螺的交配次数和配偶数均高于低密度组雌螺的交配次数和配偶数，证实了在两性在利益冲突这种假设条件下，雌螺多次交配频率受雌性与雄性相遇频率的影响，验证了雌性多次交配行为的非适应性进化机制；脉红螺雌螺的产卵次数随雌性交配次数或配偶数的增加而增加，暗示脉红螺雌螺从多次交配可获得的直接收益很有可能是生殖刺激；查明了脉红螺精子竞争模式为最后精子竞争优势，影响脉红螺父权的主要因素为其交配顺序。 4. 利用11 个多态性微卫星位点分析我国沿海脉红螺11 个地理群体的遗传多样性与种群遗传结构。11 个微卫星位点在11 个脉红螺群体中均检测到较高的多态性，各位点的等位基因数为7−45 个，观测杂合度的范围为0.443-0.908，期望杂合度的范围为0.661−0.969。通过分析11 个微卫星多态位点差异，在我国沿海11 个脉红螺地理群体中检测到弱但显著的遗传结构，日照群体和舟山群体与其他群体存在明显的遗传分化，距离隔离与海洋涡旋可能限制了脉红螺群体间的基因交流。BOOTLENECK 软件分析结果显示脉红螺群体未经历过近期的瓶颈效应。本研究丰富了雌性多次交配现象的进化机制、精子竞争的相关理论及其繁殖行为对群体遗传特征的影响，可为腹足纲体内受精种类的婚配制度和性选择研究提供理论参考。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/18100
专题	海洋生态与环境科学重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	薛东秀. 脉红螺繁殖行为和群体遗传特征研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.

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脉红螺繁殖行为和群体遗传特征研究-薛东秀（2769KB）			限制开放	CC BY-NC-SA	浏览