河鲈(Perca fluviatilis)隶属于鲈形目(Perciformes)，鲈科(Percidae)，鲈属(Perca)，是凶猛的肉食性淡水鱼类^[1]。由于其味美肉佳，营养价值高，深受消费者的喜爱，成为国际重要的经济名优鱼类之一。河鲈分布于欧洲和亚洲北部，是我国新疆阿勒泰地区额尔齐斯河和乌伦古河水系土著鱼类^[2]，经人为引进养殖和自然扩散，在东北的鸭绿江流域也有分布^[3]。在额尔齐斯河流域的鱼类中，河鲈数量上最具优势^[4]。乌伦古湖和吉力湖又是河鲈自然分布的最大湖泊，经多年生长繁殖和自然选择后，进一步开展河鲈的遗传资源评估，了解群体遗传多样性变化，对于其合理的繁殖利用和增殖保护具有重要的意义。

分子标记已被广泛应用于物种的遗传变异和种质鉴定。线粒体DNA (mitochondria DNA, mtDNA)由于其快速突变率和稳定的母系遗传的特点，与其他基因分析工具相比具有一定的优势。目前，线粒体DNA已经被广泛用于鲤(Cyprinus carpio)^[5]、黄鳍棘鲷(Acanthopagrus latus)^[6]、大银鱼(Protosalanx hyalocranius)^[7]等鱼类的遗传变异等方面的研究。近年来，国内外学者对河鲈的遗传多样性进行了一些研究，对乌伦古河、额尔齐斯河、乌伦古湖、博斯腾湖等野生群体以及部分养殖群体用mtDNA控制区序列进行了遗传多样性分析，结果表明野生群体和养殖群体的遗传多样性均偏低^[8-9]；而Nesbø等^[10]利用线粒体DNA的D-loop序列和RAPD标记，对遍布欧洲的55个种群和1个西伯利亚种群进行了遗传变异评估，显示出较高的遗传多样性水平；河鲈作为土著鱼类在中国新疆的主要湖泊有较高产量，但水利水电工程的建设、外来物种以及捕捞压力等造成多种重要经济鱼类资源受损^[11]，随着遗传资源的开发和积累，用更丰富的标记或者更多的信息对主要群体进行评估具有重要意义。本研究采集了喀啦额尔齐斯河、乌伦古河、乌伦古湖、吉力湖4个相关联水体的河鲈样本，基于线粒体CO I、Cyt b、D-loop序列，分析新疆河鲈群体的遗传多样性，并与欧洲河鲈群体相比较，为新疆河鲈种群保护和种质资源开发利用提供参考。

本研究河鲈样本于2020年分别采集于新疆阿勒泰地区的乌伦古河(WR)、乌伦古湖(WL)、吉力湖(JH)和喀啦额尔齐斯河(ER) 4个地区。具体样本数量见表1。剪取每个样本的尾鳍贴在滤纸上，风干后保存，参考李超等^[12]方法。

表1

表1 　河鲈采样地点及数量 Tab. 1 　Sampling location and quantity of Perca fluviatilis 采样地点 sampling location 地理位置 geographical position 经度 longitude 纬度 latitude 样本数量 number of samples CO I Cyt b D-loop 乌伦古河 WR 新疆阿尔泰地区福海县 87°68′E 47°01′N 73 30 36 吉力湖 JH 新疆阿尔泰地区福海县 87°45′E 46°98′N 67 56 47 乌伦古湖 WL 新疆阿尔泰地区福海县 87°49′E 47°24′N 90 52 51 喀啦额尔齐斯河 ER 新疆阿勒泰地区富蕴县 88°93′E 47°16′N 11 0 0 总计 total       241 138 134

表1 　河鲈采样地点及数量 Tab. 1 　Sampling location and quantity of Perca fluviatilis

取0.5 g左右的鳍条用酚–氯仿方法提取DNA^[13]；用NanoDrop^TM 8000分光光度计检测DNA浓度和纯度，并使用1.5%琼脂糖凝胶电泳检测其完整性，稀释至50 ng/μL后放入−20 ℃冰箱保存备用。

使用通用引物Fish F1和Fish R1^[14]扩增线粒体CO I基因，Fish F1: 5′-TCAACCAACCACAAAGACATTGGCAC-3′; Fish R1: 5′-TAGACTTCTGGGTGGCCAAAGAATCA-3′；依据河鲈线粒体基因组序列(NCBI: AP005995)设计Cyt b基因和D-loop区的扩增引物，Cyt b基因扩增使用的引物序列：F1: 5′-CTGCAATTAACCCCAACACC-3′; R1: 5′-TGAAGGAAAAGCAGGTGGA-3′; F2: 5′- CGACCGTCATTACCAACCTT-3′; R2: 5′-GATTTTAACCTCCGGCATC-3′; D-loop区扩增使用的引物序列：F1: 5′-GCCAAATCGCATCTTTCTT-3′; R1: 5′-AAGGAGAACCCTATGCACGA-3′。引物由金唯智生物科技有限公司合成。25 μL的PCR反应体系：浓度为50 ng/μL的DNA模版2 μL，混合buffer 18 μL [10 mmol/L Tris-Cl (pH 8.0)、50 mmol/L KCl、1.5 mmol/L MgCl₂、200 μmol/L dNTP]，上下游引物(10 μmol/L)各0.6 μL, Taq DNA聚合酶0.3 μL (5 U/μL), ddH₂O 3.5 μL。PCR反应程序：95 ℃预变性3 min; 94 ℃变性30 s，退火温度60 ℃ 45 s, 72 ℃延伸1 min，共30个循环；72 ℃恢复延伸5 min。PCR产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测合格后，送至上海生物工程技术服务有限公司进行测序。

用Finch TV和UGENE软件对测序结果进行序列比对和人工校对。利用DNAsp软件^[15]计算得出CO I和Cyt b基因、D-loop区的单倍型数量(h)、单倍型多样性(H_d)、核苷酸多样性(π)、变异位点(V)等遗传多样性参数；使用Arlequin3.5软件^[16]计算分子方差分析(AMOVA)和群体间的遗传分化指数(F_st)；利用MEGA7.0软件^[17]分析碱基组成、转换/颠换值，计算群体间的遗传距离并基于Kimura双参数模型下构建进化关系聚类树；使用popart1.7软件构建单倍型网络图，分析本研究所得单倍型之间的关系；从NCBI数据库下载欧洲河鲈群体的CO I基因序列68条，Cyt b基因序列19条，D-loop区序列2条(表2)，和本研究获得的序列截取相同位置及长度后进行比较分析。

表2

表2 　来源于GenBank数据库的河鲈CO I、Cyt b和D-loop的序列信息 Tab. 2 　CO I, Cyt b and D-loop sequence information of Perca fluviatilis obtained from GenBank database   国家 country 数量 count GenBank登录号 GenBank accession number CO I 乌克兰 Ukraine 6 JN027876-871   希腊 Greece 35 HQ961088-086, HQ960980-979, HQ960944, HQ960925, HQ960866-863, HQ960727-725, HQ960670, HQ960653, HQ960620, HQ960579, HQ960578, HQ960575, HQ960564, HQ960557, HQ960529, HQ960510, HQ960504-503, HQ960464, HQ600752, HQ600751-45,   德国 Germany 21 KM373677, KM373671, KM373647, KM286794-777   意大利 Italy 4 LT853904-901   法国 France 2 MF458586-585 Cyt b 瑞典 Sweden 1 AY929376   英国 England 1 AY374281   哈萨克斯坦 Kazakhstan 1 AF546116   捷克 Czech Republic 16 FJ788411-400, FJ788393-391, FJ788389, D-loop 丹麦 Denmark 1 AP018422   波兰 Poland 1 EF118012

表2 　来源于GenBank数据库的河鲈CO I、Cyt b和D-loop的序列信息 Tab. 2 　CO I, Cyt b and D-loop sequence information of Perca fluviatilis obtained from GenBank database

扩增的产物片段大小与预期目标一致，经过Finch TV和UGENE软件分析比对及人工校准后，拼接并截取612 bp的CO I基因和1106 bp的Cyt b基因序列以及522 bp长度的D-loop区序列用于河鲈群体遗传多样性分析，并与GenBank数据库中河鲈线粒体参考序列进行BLAST比对，相似度达到100%。

分析测序获得的CO I基因序列，碱基组成分别为23.04% (A)、30.89% (T)、27.93% (C)和18.14% (G), A+T含量(53.93%)高于C+G含量(46.07%)，转换/颠换值为2.945，其中保守位点609个，变异位点3个，简约信息位点1个，定义了4个单倍型。分析从NCBI数据库下载的欧洲河鲈群体的CO I序列，得到12个变异位点，共9个单倍型(hapⅠ-5~hapⅠ-13)，其中只有139 bp位点的变异同时存在于河鲈欧洲群体和中国新疆群体中，其余11个变异位点仅存在于欧洲群体内，在本研究中未检测到。418 bp位点中国群体和欧洲群体完全不同(表3)。

分析测序获得的Cyt b基因序列，碱基组成分别为23.96% (A)、30.92% (T)、29.93% (C)和15.19% (G), A+T含量(54.88%)高于C+G含量(45.12%)，转换/颠换值为2.614，其中保守位点1096个，变异位点10个，简约信息位点4个，定义了11个单倍型。分析从NCBI数据库下载的欧洲河鲈群体的Cyt b基因序列，得到25个变异位点，共7个单倍型(hapⅡ-12~hapⅡ-18)，其中只有593 bp位点的变异同时存在于河鲈欧洲群体和中国新疆群体中，其余24个变异位点仅存在于欧洲群体内，在本研究中未检测到(表4)。

分析测序获得的D-loop区序列，碱基组成分别为30.07% (A)、31.42% (T)、22.03% (C)和16.48% (G)，同样A+T含量(61.49%)高于C+G含量(38.51%)，转换/颠换值为0.314，其中保守位点512个，变异位点10个，简约信息位点2个，定义了11个单倍型。分析从NCBI数据库下载的欧洲河鲈群体的D-loop区序列，得到2个变异位点，1个单倍型(hapⅢ-12)，其中436 bp变异位点并未在中国新疆群体中检测到(表5)。

表3

表3 　河鲈群体CO I基因序列变异位点 Tab. 3 　Variable sites of CO I gene in Perca fluviatilis populations 单倍型 haplotype 变异位点/bp variable site 8 9 15* 22 70 79 139* 226 304 388 412 418 448 519* HapⅠ-1 G C G C G C C C G C A T G T HapⅠ-2 – – T – – – – – – – – – – – HapⅠ-3 – – – – – – T – – – – – – – HapⅠ-4 – – – – – – – – – – – – – G HapⅠ-5 – – – – – – – – – – – C – – HapⅠ-6 – – – – – T – – – T G C A – HapⅠ-7 – – – – – – T T – T – C – – HapⅠ-8 – – – – – – – – – T – C – – HapⅠ-9 T – – – – – T T – T – C – – HapⅠ-10 T G – – – – – – – – – C – – HapⅠ-11 – – – – – – – – A T – C – – HapⅠ-12 – – – T – – – – – – – C – – HapⅠ-13 – – – – A – – – – T – C – – 注：*表示本研究检测出的变异位点；–表示未变异位点. Note: * indicates the variable site detected in this study; – indicates invariable site.

表3 　河鲈群体CO I基因序列变异位点 Tab. 3 　Variable sites of CO I gene in Perca fluviatilis populations

如表6所示，3种序列的碱基组成均显示出一致的AT偏倚性，对比3种序列变异位点数量与总长的比值，D-loop最大(1.92%)，变异程度高，其次是Cyt b (0.90%)，最小的是CO I (0.49%)，与R值恰恰相反。

在采集的241河鲈个样本中，CO I基因序列共检测发现单倍型4个(HapⅠ-1~HapⅠ-4)(图1)，单倍型HapⅠ-1数量最多(233个，96.68%)，为新疆4个河鲈群体的共享单倍型。单倍型HapⅠ-3为JH和WL群体的共享单倍型，HapⅠ-2、HapⅠ-4分别为ER、JH群体特有单倍型。HapⅠ-5~ HapⅠ-13为欧洲群体特有单倍型，HapⅠ-5数量最多(39个，57.35%)且分布最广(乌克兰、希腊、德国、意大利、法国)；其次是HapⅠ-7 (9个，13.24%)和HapⅠ-8 (7个，10.29%)，主要存在于德国和希腊群体；而HapⅠ-6来自于乌克兰群体；HapⅠ-9~HapⅠ-12来源于希腊群体，HapⅠ-13来源于意大利群体。从序列分析及单倍型分布来看，中国新疆群体和欧洲群体之间不存在共享的单倍型。

从单倍型聚类树和网状图(图2)来看，新疆群体的4个单倍型聚为一支，欧洲群体的单倍型聚为两支，分隔明显。新疆群体以单倍型HapⅠ-1为中心单倍型，其他3个单倍型均以一个位点的变异围绕单倍型HapⅠ-1发散。HapⅠ-5是欧洲群体的中心单倍型，而两种中心单倍型之间仅有一个变异位点，欧洲群体和新疆群体间没有共享单倍型现象。

在采集的河鲈138个样本的Cyt b基因中共检测到11个单倍型(HapⅡ-1~HapⅡ-11)(图3)，单倍型HapⅡ-2数量最多(117个，84.78%)，单倍型HapⅡ-1、HapⅡ-2为所有群体(WL、JH、WR)的共享单倍型，HapⅡ-5为JH和WL群体的共享单倍型，HapⅡ-3、HapⅡ-4为JH群体特有单倍型，HapⅡ-6、HapⅡ-7、HapⅡ-8和HapⅡ-11为WR群体特有单倍型，HapⅡ-9、HapⅡ-10为WL群体特有单倍型。在欧洲群体中检测到7个单倍型(HapⅡ-12~HapⅡ-18)，分布在瑞典的单倍型HapⅡ-12，分布在哈萨克斯坦和英国的单倍型HapⅡ-13，捷克群体中发现了5个单倍型(HapⅡ-14~HapⅡ-18)。通过序列分析及单倍型分布看来，中国新疆群体和欧洲群体之间不存在共享的单倍型。

从单倍型序列的聚类树和网状图来看(图4)，新疆和欧洲群体形成了不同的单倍型，不存在共享现象，新疆群体的11个单倍型聚为两支，欧洲群体的7个单倍型聚为两支，而HapⅡ-2和HapⅡ-15仅存在1个位点变异。

图 表4　河鲈群体 Cyt b基因变异位点.

表4　河鲈群体 Cyt b基因变异位点.注：*表示本研究检测出的变异位点；一表示未变异位点. Tab. 4　Variable sites of Cyt b gene in Perca fluviatilis populationsNote: * indicates the variable site detected in this study; - indicates invariable site.

表5

表5 　河鲈群体D-loop区序列变异位点 Tab. 5 　Variable sites of D-loop sequence in Perca fluviatilis populations 单倍型 haplotype 变异位点/bp variable site 10* 21* 244* 319* 436 464* 467* 471* 486* 489* 492* HapⅢ-1 T A A T C T T G T C C HapⅢ-2 – T – – – – – – – – – HapⅢ-3 – – – – – – – A – – – HapⅢ-4 – – – – – – – – C – – HapⅢ-5 A T – – – – – – – – – HapⅢ-6 – T G – – – – – – – – HapⅢ-7 – T – – – – – A – – – HapⅢ-8 – – – G – – – – – – – HapⅢ-9 – – – – – – – – – A A HapⅢ-10 – – – – – – G – – – – HapⅢ-11 – – – – – G – – – – – HapⅢ-12 – – – – T – – A – – – 注：*表示本研究检测出的变异位点；–表示未变异位点. Note: * indicates the variable site detected in this study; – indicates invariable site.

表5 　河鲈群体D-loop区序列变异位点 Tab. 5 　Variable sites of D-loop sequence in Perca fluviatilis populations

表6

表6 　CO I、Cyt b和D-loop序列分析对比 Tab. 6 　CO I, Cyt b and D-loop sequence analysis and comparison 序列 sequence 长度/bp sequence length 数量  number 占全长比例/% proportion P i S R A+T/% C+G/% CO I 612 3 0.49 1 2 2.945 53.93 46.07 Cyt b 1106 10 0.90 4 6 2.614 54.88 45.12 D-loop 522 10 1.92 2 8 0.314 61.49 38.51 注： P i 为简约信息位点；S为单变异位点；R为转换/颠换偏倚率；A+T为AT碱基数量和总长的比例；C+G为CG碱基数量占总长的比例. Note:Pi means parsimony information sites; S means singleton variable sites; R means transition/transversion bias; A+T means the ratio of the number of AT bases to the total length; C+G means the ratio of the number of CG bases to the total length.

表6 　CO I、Cyt b和D-loop序列分析对比 Tab. 6 　CO I, Cyt b and D-loop sequence analysis and comparison

图1

图1 　河鲈群体基于线粒体CO I基因的13个单倍型分布及其UPMGA聚类树 Fig. 1 　Distribution of 13 haplotypes based mtDNA CO I gene among Perca fluviatilis populations and its UPMGA clustering tree

图2

图2 　河鲈基于线粒体CO I基因的单倍型网络图 Fig. 2 　Haplotypes network based on mtDNA CO I gene in Perca fluviatilis

图3

图3 　河鲈群体基于线粒体Cyt b基因的18个单倍型分布及其UPMGA聚类树 Fig. 3 　Distribution of 18 haplotypes based mtDNA Cyt b gene among Perca fluviatilis populations and its UPMGA clustering tree

图4

图4 　河鲈基于Cyt b基因的单倍型网络图 Fig. 4 　Haplotypes network based on the mtDNA Cyt b gene in Perca fluviatilis

在新疆的134个河鲈样本的D-loop区序列中共检测发现11个单倍型(HapⅢ-1~HapⅡ-11) (图5)，其中单倍型HapⅢ-1是所有群体(WL、JH、WR)的共享单倍型，数量最多(120个，88.24%)，单倍型HapⅢ-2为JH和WL群体的共享单倍型，HapⅢ-3、HapⅢ-4是WL群体的独有单倍型，HapⅢ-5~HapⅡ-8是JH群体的独有单倍型，HapⅢ-9、HapⅢ-10、HapⅢ-11是WR群体的独有单倍型。欧洲群体中发现的单倍型HapⅢ-12，来自波兰和丹麦。中国新疆群体和欧洲群体不存在共享单倍型。

图5

图5 　河鲈群体基于线粒体D-loop区序列的12个单倍型分布及其UPMGA聚类树 Fig. 5 　Distribution of 12 haplotypes based mtDNA D-loop sequence among Perca fluviatilis populations and its UPMGA clustering tree

从单倍型序列的聚类树和网络图看出(图6)，单倍型HapⅢ-1为中心单倍型，推测为原始单倍型，与在欧洲河鲈D-loop区序列中发现的单倍型HapⅢ-12有两个位点的变异。

在新疆群体中，CO I序列的单倍型数量较少，Cyt b和D-loop序列的单倍型数量较多，WR群体基于CO I基因只有1个单倍型，但基于Cyt b基因单倍型数量却最多。基于3种序列均未发现中国新疆群体和欧洲群体存在共享单倍型。

图6

图6 　河鲈基于D-loop区序列的单倍型网络图 Fig. 6 　Haplotypes network based on mtDNA D-loop sequence in Perca fluviatilis

新疆河鲈群体基于CO I、Cyt b和D-loop序列的遗传多样性如表7所示，4个河鲈群体，CO I基因序列的单倍型(h)个数为1~3个，变异位点(S)为0~2个，两种参数最低的均是WR群体，最多的均是JH群体，单倍型多样性(H_d)和核苷酸多样性(π)参数最低的均是WR群体(H_d=0, π=0)，最高的是ER群体(H_d=0~0.182±0.144, π=0.00030±0.0002)。3个群体的Cyt b基因序列的单倍型个数为11个，WR群体的h为6个，H_d为0.276±0.049, π为0.00033±0.00007, S有6个，均为3个群体中最高，而JH群体均为最低。3个群体的D-loop区序列的单倍型个数为11个，JH群体的h为6个，H_d为0.204±0.079, π为0.00063±0.00026, S有5个，各项遗传参数均为3个群体中最高。

JH、WL、WR 3个群体之间遗传多样性(H_d和π)的高低，基于3种序列的分析结果不一致，WR群体利用CO I和D-loop序列分析时，遗传多样性最低，但基于Cyt b基因分析得到遗传多样性最高；而JH群体利用CO I和D-loop序列分析时，遗传多样性最高，但在Cyt b基因中遗传多样性最低。所有个体的遗传多样性，CO I基因小于Cyt b基因和D-loop区序列。

表7

表7 　河鲈群体CO I、Cyt b基因和D-loop区序列的遗传多样性参数 Tab. 7 　Genetic diversity indexes of Perca fluviatilis populations inferred from CO I, Cyt b gene and D-loop sequence   群体 population 样本数 n 单倍型 数量h 单倍型 多样性Hd 核苷酸 多样性π 多态位 点数S 中性检验 neutrality text Tajima’s D Fu’s Fs CO I ER 11 2 0.182±0.144 0.00030±0.00023 1 −1.12850 −0.410   WR 73 1 0 0 0 / /   WL 90 2 0.065±0.035 0.00011±0.00006 1 −0.78411 −0.949   JH 67 3 0.115±0.052 0.00019±0.00009 2 −1.29083 −0.213   总体 total 241 4 0.065±0.022 0.00011±0.00004 3 −1.35402 −4.998 Cyt b WR 30 6 0.363±0.111 0.00053±0.00019 6 −1.74910 −3.317   WL 52 5 0.279±0.078 0.00030±0.00010 5 −1.68448 −3.166*   JH 56 5 0.232±0.073 0.00025±0.00009 4 −1.51097 −3.652   总体 total 138 11 0.276±0.049 0.00033±0.00007 10 −2.12020* ‒11.893** D-loop WR 36 4 0.162±0.082 0.00043±0.00024 4 −1.88514* −2.974*   WL 50 4 0.189±0.073 0.00037±0.00015 3 −1.46433 −3.058*   JH 47 6 0.204±0.079 0.00063±0.00026 5 −1.74113 −4.890**   总体 total 133 11 0.186±0.046 0.00084±0.00013 10 −2.12032* −15.168** 注：*表示显著偏离中性检验(P<0.05); **表示极显著偏离中性检验(P<0.01). Note: * indicates significant deviation from neutral test (P<0.05); ** indicates extremely significant deviation from neutral test (P<0.01).

表7 　河鲈群体CO I、Cyt b基因和D-loop区序列的遗传多样性参数 Tab. 7 　Genetic diversity indexes of Perca fluviatilis populations inferred from CO I, Cyt b gene and D-loop sequence

河鲈变异方差分析(AMOVA)见表8，群体间的变异较小，远低于群体内的差异，甚至基于Cyt b基因序列检测群体间的变异为负值(−0.05%)，群体内的变异为100.05% (F_st=−0.00045)；基于CO I基因估计群体间变异占1.57%，群体内变异占98.43% (F_st=0.01568)；基于D-loop区序列检测群体间的变异占0.44%，群体内的变异占99.56%。(F_st=0.00436)。

在两两群体间的遗传分化系数(F_st)和遗传距离结果表明(表9), ER群体与其他群体间的分化相对于其他两两群体间比较的值较大，与遗传距离结果相符合；在WL、WR、JH 3个群体间，基于三个线粒体区段的遗传分化指数均表明WR和JH群体间的遗传分化系数最高，WL和JH群体间遗传分化系数最低。

表8

表8 　基于线粒体CO I、Cyt b基因和D-loop区序列的AMOVA分析结果 Tab. 8 　The result of AMOVA based on CO I, Cyt b gene and D-loop sequences of mtDNA   变异来源 source of variation 自由度 degree of freedom, df 平方和 sum of square 方差分量 variance component 总变异百分比/% percentage of variation CO I 群体间 amony populations 3 0.182 0.00051 1.57   群体内 within population 237 7.660 0.03232 98.43   总数 total 240 7.842 0.03283 Cyt b 群体间 amony populations 2 0.356 −0.00008 −0.05   群体内 within population 135 24.549 0.18185 100.05   总数 total 137 24.906 0.18177 D-loop 群体间 amony populations 2 0.298 0.00055 0.44   群体内 within population 130 16.243 0.12495 99.56   总数 total 132 16.541 0.12550

表8 　基于线粒体CO I、Cyt b基因和D-loop区序列的AMOVA分析结果 Tab. 8 　The result of AMOVA based on CO I, Cyt b gene and D-loop sequences of mtDNA

表9

表9 　基于CO I、Cyt b基因和D-loop区序列河鲈群体的遗传距离(右上方)和Fst值(左下方) Tab. 9 　The genetic distance (above) and Fst value (below) of Perca fluviatilis populations based on CO I, Cyt b genes and D-loop sequence 序列 sequence   ER JH WL WR CO I ER – 0.00025 0.00020 0.00015   JH 0.02992 – 0.00015 0.00010   WL 0.06614 −0.00904 – 0.00005   WR 0.24267 0.02497 0.01810 – Cyt b JH – – 0.00027 0.00039   WL – −0.00996 – 0.00042   WR – 0.00815 0.00357 – D-loop JH – – 0.00041 0.00054   WL – −0.01158 – 0.00041   WR – 0.01803* 0.01223 – 注：*表示群体间遗传分化显著(P<0.05). Note: * indicates significant genetic differentiation between populations (P<0.05).

表9 　基于CO I、Cyt b基因和D-loop区序列河鲈群体的遗传距离(右上方)和Fst值(左下方) Tab. 9 　The genetic distance (above) and Fst value (below) of Perca fluviatilis populations based on CO I, Cyt b genes and D-loop sequence

河鲈是我国新疆阿勒泰地区两条主要河流额尔齐斯河和乌伦古河的土著鱼类，因天敌池沼公鱼(Hypomesus olidus)的增多导致体型减小、性成熟提前，数量急剧减少。20世纪60年代，博斯腾湖为发展渔业，在繁殖期从乌伦古湖和吉力湖捕捞引进河鲈^[18]，使两个湖泊的遗传资源损失，加剧了新疆地区河鲈的种质资源衰退^[19-20]。

新疆河鲈群体mtDNA的CO I、Cyt b、D-loop序列结果显示碱基组成中G含量最少，这和鲤^[21-22]、黄鳝(Monopterus albus)^[23]等鱼类的研究结果相同，符合鱼类线粒体中基因组成的少G偏倚特性；Cyt b、D-loop序列的单倍型多样性和核苷酸多样性高于CO I基因，变异程度更大，这和鲤^[24]、柔鱼(Ommastrephes bartramii)^[25]的序列多样性趋势一致。

新疆河鲈单倍型间分化程度较低，CO I基因单倍型均可通过单步突变步骤连接，Cyt b基因11个单倍型最多相隔4个突变，D-loop区序列更低，最多只相隔两个突变。分布最广的单倍型被称为原始单倍型^[26]，推测CO I基因的原始单倍型是HapⅠ-1，数量和变异位点都少于欧洲群体(9种，12个位点)，其中第418个位点中国河鲈群体全部为T碱基，而欧洲群体为C碱基，两个地区完全不同。相比欧洲群体的Cyt b基因单倍型，中国新疆群体的单倍型虽然数量较多，但是多态程度较低，中国只有10个变异位点，欧洲有24个变异位点，另外在1057 bp位点处，中国和欧洲地域不同，碱基也全部不同，中国河鲈群体全部为C碱基，而欧洲群体为T碱基。D-loop区单倍型数量相比2009年海萨等^[8]研究结果(13个)少，说明遗传多样性可能有所降低。

在新疆4个群体之间，除所有群体共享单倍型外，吉力湖和乌伦古湖两群体间存在共享单倍型：CO I基因单倍型HapⅠ-3、Cyt b基因单倍型HapⅡ-5、D-loop区单倍型HapⅢ-2，而其他两两群体间并未存在任何共享单倍型，并且基于3种序列的F_st值也均为负数，可以看出吉力湖和乌伦古湖之间的亲缘关系较近，具有较频繁的基因交流，不存在遗传分化。

在3种序列中都未发现中国和欧洲群体之间共享的单倍型，从单倍型网络图也可以看出，中国群体的单倍型围绕在一起，欧洲的单倍型围绕在一起，无交叉存在的现象。说明我国河鲈群体与欧洲群体处于不同的遗传系谱，两者间没有交流。

单倍型多样性和遗传资源丰富程度成正相关，保持我国野生河鲈的单倍型多样性水平，有利于大规模的人工养殖，避免近亲交配，保护新疆优良的种质资源。

遗传多样性是生物生存和发展的前提，遗传多样性越高，对环境的应变能力和进化潜力就越强，同时遗传多样性也是评估物种资源状况的重要依据^[27]。单倍型多样性(H_d)和核苷酸多样性(π)被用来作为遗传多样性的判断依据，按照Grant等^[28]标准，H_d以0.5为临界值，π以0.005为临界值，两者数值大小与群体多样性呈正相关。ER、WR、WL、JH 4个群体基于CO I基因和WR、WL、JH 3个群体Cyt b基因和D-loop区的H_d总平均值分别为(0.065±0.022)、(0.276±0.049)、(0.186± 0.046), π总平均值分别为(0.00011±0.00004)、(0.00033±0.00007)、(0.00084±0.00013)，新疆河鲈群体的遗传多样性都呈现较低水平，和海萨等^[8]结论一致，说明近年来情况并未得到改善。相比2013年武菲^[9]基于D-loop区序列分析得到的乌伦古湖河鲈的单倍型多样性(0.711±0.085)和核苷酸多样性(0.0030±0.00167)大幅度降低，反映出乌伦古湖地区河鲈的遗传丰富度降低，种质资源在退化。基于CO I基因的H_d (0.9737±0.0250)和π (0.01467±0.007623)^[29]对比同在乌伦古湖定居的贝加尔雅罗鱼，河鲈的遗传多样性水平也处于较低水平，长期来看，河鲈在该水域的生存发展或将处于劣势。

4个河鲈群体的Tajima’s D中性检验均为负值，说明基因序列的进化方式为非平衡选择。WL、WR、JH群体Cyt b和D-loop的Tajima’s D及Fu’s F_s检验总体为负值且达到显著水平，说明种群曾经历过快速扩张。

遗传分化指数(F_st)常用来衡量群体之间分化程度，F_st在0~0.05之间遗传分化属于轻度，0.05~ 0.15之间属于中度，0.15~0.25属于高度，大于0.25属于极大程度的遗传分化^[30]。根据CO I、Cyt b和D-loop序列的F_st得知，乌伦古湖、吉力湖、乌伦古河、喀啦额尔齐斯河之间的遗传分化程度均较低(F_st<0.05)。基于CO I基因，喀啦额尔齐斯河与乌伦古湖群体处于中度遗传分化(F_st=0.06614> 0.05)，喀啦额尔齐斯河与乌伦古河群体处于高度遗传分化(F_st=0.24627>0.15)，可能是地理位置的间隔造成的喀啦额尔齐斯河与其他群体的分化程度较高。而其余乌伦古湖、吉力湖、乌伦古河3个群体两两之间的F_st全部小于0.05，甚至为负值。AMOVA方差分析结果表明4个河鲈群体CO I基因的群体间变异最高，但也仅有1.57%；而除去喀啦额尔齐斯河群体后，基于Cyt b和D-loop序列群体间的变异百分比小于0.5%，甚至为负值，说明乌伦古湖、吉力湖、乌伦古河群体各自并没有形成单独的遗传结构，可能是由于湖与湖之间通过库依尔尕河贯通，河湖之间虽有水坝，但随着水流，河鲈个体彼此之间基因交流频繁，遗传分化小，因此乌伦古湖、吉力湖、乌伦古河可以当作一个单元，喀啦额尔齐斯河与这3个群体具有中等程度以上的遗传分化，可以作为一个单元，但是由于只基于CO I基因分析，数据量较少，还需要进一步采集额尔齐斯河干流的资源进行更多的分析。

河鲈现已成为国际名优经济鱼类，市场需求旺盛，规模化养殖正逐步开展。本研究调查发现我国河鲈引种地新疆目前的遗传多样性低，处于逐渐衰退状态。首先，要对河鲈的种群进行保护和监测，由于水坝等建设阻碍了河湖之间、河河之间的遗传交流，遗传资源得不到有效地补充，可以适当地将额尔齐斯河干流中的河鲈补充到乌伦古河水系中，或定时监测和评估，掌握种群遗传多样性动态，保持其遗传多样性水平不降低，稳定新疆野生河鲈资源的引种地的地位，及时掌握遗传现状，避免近亲繁殖和疾病发生。其次，进行科学规范的养殖管理，河鲈作为捕食性鱼类，会对其他生物产生抑制效应，在补充其多样性的同时，注意控制数量的过快增长，保持捕捞和放养之间平衡，避免对其他物种造成侵害，维持环境的稳定。