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赣江峡江段四大家鱼资源及其遗传多样性研究

分类号：

密级：

UDC：

学号：

405611807133

南昌大学硕士研究生

学位论文

赣江峡江段四大家鱼资源及其遗传多样性研究

ResourceandgeneticdiversityoffourmajorChinesecarpsintheXiajiangreachofGanjiangriver

张建铭

培养单位（院、系）：

生命科学与食品工程学院

指导教师姓名、职称：

吴志强教授

申请学位的学科门类：

农学

学科专业名称：

水产养殖

论文答辩日期：

2010年6月15日

答辩委员会主席：

评阅人：

2010年5月20日

学位论文独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

学位论文作者签名（手写）：

签字日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。

本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。

同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。

（保密的学位论文在解密后适用本授权书）

学位论文作者签名（手写）：

导师签名（手写）：

签字日期：

年月日签字日期：

摘要

赣江位于长江中下游南岸，发源于石城县洋地乡赣源岽，于永修县吴城镇注入鄱阳湖，主河道全长823km，以赣州、新干为界，赣江分为上游、中游和下游三段，其中上游长312km，中游303km，下游208km。

峡江县位于赣江中游，介于北纬27°27′～27°45′和东径114°53′～115°31′之间。

赣江峡江段的江面狭窄，流水急湍，其特殊的地理位置和复杂的自然环境，孕育了该地区丰富的鱼类资源。

在赣江中游河段，1993年建设了万安水利枢纽，近几年，陆续开始建设石虎塘、峡江水利枢纽。

这些水利设施对赣江中游的鱼类资源构成了严重的威胁，产生了非常不利的影响。

本文对赣江峡江段的渔业状况、四大家鱼当龄幼鱼的形态学、四大家鱼资源现状和赣江中游四大家鱼产卵场现状进行分析，并且对四大家鱼遗传结构进行ISSR分子标记研究，目的在于揭示赣江峡江段四大家鱼资源现状及其繁殖群体情况，为保护四大家鱼的资源提供科学依据，同时为水利工程对鱼类资源的影响研究打下基础。

主要研究结果如下：

1．2008年的12月和2009年4～6月，对赣江峡江段的渔业状况进行了采样调查，共采集鱼类标本8134尾，鉴定为71种或亚种，隶属7目16科58属，以鲤形目鱼类为主要类群，占总数的70.42%。

对比文献，赣江鱼类新增记录6种：

短颌鲚（Coiliabrachygnathus）、革条副鱊（Paracheilognathushimantegus）、寡鳞鱊（Acheilognathushypselonotus）、侧条光唇鱼（Acrossocheilusparallens）、青梢红鮊（Erythroculterdabryi）、间下鱵（Hyporhamphusintermedius）。

2.2009年7月和8月，分别采集到青鱼、草鱼、鲢、鳙当龄幼鱼4、47、32、37尾，对其常规形态学数据进行测量，结果显示4种鱼的种内差异较小,显示出种群比较整齐,但4种鱼各自表现出特有的形态学特点。

3.2008年4～6月和2009年4～6月，对赣江峡江段的四大家鱼资源现状进行调查，共采集四大家鱼464尾，其中青鱼49尾，占10.56%；草鱼272尾，占58.62%；鲢84尾，占18.10%；鳙59尾，占12.72%。

结果表明：

赣江峡江段四大家鱼资源匮乏，四大家鱼占总渔获物的比例很少，除草鱼还有一定数量外，青鱼、鲢、鳙的较难捕到。

年龄以1～2龄为主，其数量超过整个四大家鱼总数的80%。

除青鱼个体相对较大外，草鱼、鲢、鳙均个体均较小。

另外，繁殖群体的数量极少，仅占四大家鱼总数的3.2%。

4.2008年12月和2009年6月，通过现场采样分析、问卷调查渔民等方式对赣江中游四大家鱼产卵场现状进行了初步分析，结果表明：

赣江中游12处传统四大家鱼产卵场已逐渐消失，产卵场的规模已经大大缩小。

仅位于万安水利枢纽上游的赣州储潭和下游的峡江产卵场保存较好。

5.利用ISSR分子标记技术对赣江峡江段四大家鱼的遗传多样性进行分析，青鱼、草鱼、鲢、鳙扩增出的位点数分别为47、74、55、59，多态性位点数分别为33、50、29、30，多态性位点比例分别为70.21%、67.57%、52.73%、51.72%。

青鱼的Nei’s基因多样性和Shannon信息指数分别为0.2606和0.3846，草鱼为0.2391和0.3560，鲢为0.1858和0.2769，鳙为0.1908和0.2827。

4种鱼的遗传相似度和变异指数为：

青鱼0.7486和0.2514，草鱼0.7700和0.2300，鲢0.8184和0.1816，鳙0.8150和0.1850。

结果显示赣江四大家鱼群体遗传相似度较低，存在较大的遗传变异空间，其遗传多样性丰富，仍然保持着天然种群的遗传性状。

关键词：

赣江峡江段；四大家鱼；资源现状；遗传多样性

ABSTRACT

TheGanjiangriverlocatesatsouthshoreofYangtzeRiverandoriginatefromGanyuandonginYangditownship、ShichengCounty,pourintoPoyanglakeatWuchengtownofyongxiucountry,themainstemofGanjiangriverisLength823km,fringebyGanzhoustateandXingancountry,Ganjiangriverisdividedintoupstream,midstreamandthedownstream,amongwhichtheupstreamLength312km,midstreamLength303km,downstreamLength208km.TheXiajiangcountylocatesatmidstreamofGanjiangriver,theLongitudeeastofGreenwichisfrom114°53′to115°31′,andtheNorthernlatiutdeisfrom27°27′to27°45′.Theriver'snoodlesoftheGanjiangriverintheXiajiangreachisnarrow,flowingwaterrapids,owningtoitsspecialgeographypositionandcomplicatednaturalenvironment,itisabundantinfishresources.InthemiddlereachofGanjiangriver,thewan’anDamwasbuildupin1993,inrecentyears,arestartingtobuildShihutangandXiajiangDam.ThesewaterfacilitiesinthemiddlereachofGanjiangriver’sfishresourcesconstitutesaseriousthreat,resultinginaverynegativeimpact.

Thispaperstudythefishresources,morphologicalcharactersofFourmajorChinesecarps’youngfish,resourcesstatusofFourmajorChinesecarpsandgeneticdiversityofFourmajorChinesecarpsinXiajiangreachofGanjiangriver.Inaddition,westudiedspawninggroundstatusoffourmajorChinesecarpsinthemiddlereachofGanjiangriver,AimatrevealtheresourcestatusandbreedingpopulationoffourmajorChinesecarpsinXiajiangreachofGanjiangriver,andofferscientificprooftotheprotectionoffourmajorChinesecarps’resourcestatus,atthesametimeevaluatetheinfluencebythewaterprojectoffishresourcesinvestigationinthefuture.Theprimaryresultswereshowedasfollows:

1.InvestigatedthefishresourcesinXiajiangreachofGanjiangriverinDecember,2008andApriltoJune,2009.8134specimens,includingseventy-onespecies,belongingtofifty-eightgenera,sixteenfamiliesandsevenorders,werecollected.Cypriniformes,including46species,isthemostspecies-richorder,accountfor70.42%oftotalstreamfish.Sixnewrecordsoffishfaunawerefoundsuchas:

Acheilognathushypselonotus,Coiliabrachygnathus,Acrossocheilusparallens,Erythroculterdabryi,Paracheilognathushimantegus,Hemirhamphusintermedius.

2.GatheryoungfishoffourmajorChinesecarps,wecollected4blackcarp,47grasscarp,32silvercarpand37bigheadcarp.Measuredthemorphologicalcharactersofthem,Theresultsshowing,intraspecificdifferencein4kindsoffishesissmallandthesepopulationgrowingtidiness,but4kindsoffishesrespectivelyexpressaspecialappearanceofcharacteristics.

3.InvestigatedtheresourcestatusofthefourmajorChinesecarpsinXiajiangreachofGanjiangriverfromApriltoJunein2008and2009,Collected464samplesinall,including49Mylopharyngodonpiceus,272Ctenopharyngodonidellus,84Hypophthalmichthysmolitrixand59Aristichthysnobilis,eachofthemtakestheproportionof10.56%,58.62%,18.10%,12.72%.Amongthesecarps,fewersexualmaturationindividualswerefound,whichare8Mylopharyngodonpiceus,5Ctenopharyngodonidellus,1ineachofHypophthalmichthysmolitrixandAristichthysnobilis,accounted3.2%.Besides,theagestructureofthemaresimple,mainlylowagegroupsfishofage1and2,whichaccountedover80%.TheresultsshowedthattheXiajiangreachofGanjiangriverislackintheresourceofthefourmajorChinesecarpsandalsolessamountofreproductiongroups.

4.December,2008andJune,2009,throughsurveysamplinganalysis,questionnairesurveyandenquiryfishermanetc.weinvestigatedthestatusofinthemiddlereachofGanjiangriver,theresultdisplaythemidddlereachofGanjiangriver’s12traditionfourmajorChinesecarps’spawninggroundthathasalreadydisappearedgradually,thesizeofthemhasdecreased.OnlythechutanspawninggroundandXiajiangspawninggroundkeepbetter.

5.TheoclonialgeneticvariationsinfourmajorchinesecarpswereanalyzedwithISSR.Whichgenerate47（blackcarp）,74（grasscarp）,55（silvercarp）,59（bigheadcarp）bands.ThenumberofPolymorphicbandwas33,50,29,30,andthePecerentageofPolmoryphismwas70.21%,67.57%,52.73%,51.72%.TheindexofNeisgenediversityandGeneticdiversityquantifiedbyShannonIndexvariedofblackcarpare0.2606and0.3846,grasscarpare0.2391and0.3560,silvercarpare0.1858and0.2769,bigheadcarpare0.1908and0.2827.Thegeneticsimilaritybetweenpopulationsandcoefficientofgenedifferentiationare:

blackcarp（0.7486,0.2514）,grasscarp（0.7700,0.2300）,silvercarp（0.8184,0.1816）,bigheadcarp（0.8150,0.1850）.ThedateaboveshowingfourmajorChinesecarpsinXiajiangreachofGanjiangriverislowerinit’scoefficientofgenedifferentiation,theheredityandvariationspaceislarger,theystillkeepingnaturalpopulation’sgeneticcharacter.

Keywords：

XiajiangreachofGanjiangriver;FourmajorChinesecarps;Resourcestatus;Geneticdiversity

目录

第1章前言1

1.1　赣江概况1

1.1.1赣江流域的自然环境2

1.1.2赣江的渔业状况3

1.2峡江简介5

1.2.1自然概况5

1.2.2水文特征5

1.2.3峡江水利枢纽6

1.3四大家鱼概述6

1.3.1分类地位及地理分布6

1.3.2形态特征7

1.3.3四大家鱼研究进展9

1.4遗传多样性11

1.4.1遗传多样性的概念11

1.4.2遗传多样性的检测方法12

1.4.3研究遗传多样性的意义13

1.4.4ISSR分子标记及其在遗传多样性中的应用14

1.5本研究的目的和意义16

第2章赣江峡江段鱼类及其渔业资源现状18

2.1采样方法18

2.2结果与分析18

2.2.1渔业概况18

2.2.2种类组成18

2.2.3渔获物20

2.3讨论21

2.3.1赣江中游峡江段鱼类组成特点及资源现状21

2.3.2资源变动的原因分析22

2.3.3保护赣江中游峡江段鱼类资源的建议22

2.4本章小结23

第3章赣江峡江段四大家鱼当龄幼鱼的形态学24

3.1研究方法24

3.1.1标本采集24

3.1.2标本测量24

3.2结果与分析25

3.2.1　形态性状测量25

3.2.2可量可比性状25

3.2讨论26

3.3.1人工养殖与野生群体之间的差异26

3.3.2四大家鱼形态的深入研究27

3.4本章小结27

第4章赣江峡江段四大家鱼的生物学和资源现状28

4.1研究方法28

4.1.1标本采集28

4.1.2　年龄与生长29

4.1.3繁殖生物学30

4.1.4数据处理30

4.2结果与分析30

4.2.1组成分析30

4.2.2鳞片特征与年龄组成31

4.2.3生长32

4.2.4繁殖群体37

4.3讨论38

4.3.1四大家鱼资源现状及保护措施38

4.3.2峡江水利枢纽的兴建对鱼类的影响预测39

4.4本章小结42

第5章赣江中游四大家鱼产卵场现状调查43

5.1研究方法43

5.1.1数据获取43

5.1.2　历史资料收集43

5.1.3　问卷调查43

5.1.4　现场调查采样43

5.2结果与分析43

5.2.1　主要的产卵场43

5.2.2赣江中游四大家鱼产卵的外界因素与产卵场的关系44

5.3讨论48

5.3.1　赣江中游四大家鱼成色变化及苗卵资源下降的原因48

5.3.2　水利设施对四大家鱼产卵场的影响48

5.3.3　赣江四大家鱼产卵场保护措施建议49

5.4本章小结50

第6章赣江峡江段四大家鱼遗传多样性的ISSR分析51

6.1材料与方法51

6.1.1实验材料与试剂51

6.1.2基因组DNA提取51

6.1.3DNA模板的浓度与纯度分析52

6.1.4PCR反应体系与条件52

6.1.5ISSR-PCR反应随机引物筛选52

6.1.6数据分析53

6.2结果与分析53

6.2.1基因组DNA提取效果53

6.2.2Mg2+浓度与dNTP浓度的优化54

6.2.3引物浓度与模板浓度的优化56

6.2.4ISSR引物筛选结果57

6.2.5ISSR标记多态性分析58

6.3讨论64

6.3.1ISSR-PCR反应的优化64

6.3.2四大家鱼的遗传多样性64

6.4　本章小结65

第7章小结与展望67

7.1主要结果67

7.2不足之处与展望68

参考文献69

致谢76

图版Ⅰ77

图版Ⅱ78

攻读学位期间的研究成果80

第1章前言

1.1　赣江概况

赣江位于长江中下游南岸，是江西省内第一大河流，长江的第七大支流（图1.1）。

赣江发源于江西省石城县洋地乡石寮岽（赣源岽），位于东经116°22′，北纬25°77′。

赣江注入鄱阳湖的主支，其河口位置为江西省永修县吴城镇望江亭，位于东经116°01′，北纬29°11′。

赣江主河道全长823km，以赣州、新干为界，赣江分为上游、中游和下游三段，其中上游长312km，中游303km，下游208km。

流域面积82809km2，约占全省总面积的50%[1,2]。

图1.1赣江的地理位置

Fig.1.1ThegeographicalpositionofGanjiangriver

1.1.1赣江流域的自然环境

1.1.1.1地质地貌

赣江流域呈现山地丘陵为主体的地貌格局，山地丘陵占流域面积的64.7％（其中山地占43.9％，丘陵20.8％），低丘（海拔200m以下）岗地占31.5％，平原、水域等仅占3.9％。

赣江流域西部为罗霄山脉，构成赣江水系与湘江水系的分水岭，由一系列北东向山脉构成，自北向南依次有九岭山、武功山、万洋山、诸广山等，海拔多在1000m以上；南端地处南岭东段，主要山地有大庾岭和九连山，大致走向东西，构成赣江水系与珠江水系的分水岭；东端也主要由若干北北东向山地构成，其南端为武夷山，系赣江水系与闽江水系的分水岭；北端为雩山，系赣江水系与抚河水系的分水岭；流域南部为花岗岩低山丘陵区，并在其间夹有若干规模较小的红岩丘陵盆地，中部为吉泰红岩丘陵盆地区，北部则为赣江下游，是一个以山地、丘陵为主体兼有低丘岗地和少量平原的地貌组合类型。

这种地貌格局自南向北沿着赣江的流向呈阶梯状分布，流域上游