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鄱阳湖流域克氏原螯虾的资源状况及长江中下游克氏原螯虾遗传多样性研究

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克氏原螯虾,学名Procambarusclarkii,俗称淡水小龙虾,原产于美国南部和墨西哥北部,随着人类活动的影响,迅速扩展至夏威夷、日本、欧洲及尼罗河流域。克氏原螯虾于20世纪30年代初作为牛蛙饵料由美国移植到日本的本州,30年代末由日本引入到中国,在南京和滁县附近地区生长繁殖后沿长江流域自然扩散。在过去相当长的一段时间,国人将克氏原螯虾视为一种入侵物种。最近几年,随着克氏原螯虾商业化需求的不断增加,使之成为长江中下游流域的一种重要的水产资源。尽管克氏原螯虾广泛分布于长江中下游地区,但是关于该虾的遗传多样性和其资源量的信息仍然比较匮乏。另外,由于栖息地的破坏、过度捕捞及虾病等因素的影响,严重影响了该虾在分布范围内的资源量状况,因此为了能让该虾的资源量获得持续性的利用,有必要进行资源量调查研究和遗传多样性的研究。
　　 本研究利用Bhattacharya's和VonBetallanfy's的分析方法和AFLP标记分别分析了鄱阳湖流域克氏原螯虾的种群结构、动力学和长江中下游主要的几个湖泊(鄱阳湖、洪泽湖、洞庭湖和岳湖)克氏原螯虾群体的遗传多样性及其遗传结构、系统发生关系。系统地揭示了群体维持较高遗传多样性及传播过程中遗传多样性逐渐降低的原因,旨在为了获得遗传多样性、亲缘关系和多态信息含量等生物学参数,为有针对性的开展克氏原螯虾资源保护和遗传育种提供科学的参考依据。
　　 本研究主要的研究成果及结论如下:
　　 1.实际种群分析模型(VPA)分析显示在稳定状态下,各个体长的现存量、死亡量、渔获量随着体长增加的变化曲线关系。首先,捕捞死亡系数呈现出先缓慢上升后有逐渐下降的趋势,即捕捞死亡系数缓慢上升阶段(20～65mm);迅速上升阶段(65～80mm);下降阶段(体长>80mm)。这给以我们的启示是:当我们捕捞体长<80mm的克氏原螯虾时,都会存在由于各种原因造成的克氏原螯虾死亡率的上升,当我们捕捞体长>80mm的克氏原螯虾时,随着体长的增加,捕捞死亡系数会逐渐减少,因此,鄱阳湖流域克氏原螯虾的最佳的捕捞规格应该维持在80mm以上。其次,随着捕捞克氏原螯虾体长的增加,浪费的资源量占总资源量的比例越来越小,因为捕捞死亡系数随着体长的增加会越来越小;最后随着捕捞体长的增加,克氏原螯虾的渔获量也会越来越大。
　　 2.栖息于鄱阳湖的雌性克氏原螯虾的最大年龄是5.58龄,而雄性克氏原螯虾的最大年龄为3.25龄,这暗示着克氏原螯虾是一种寿命相对较短的甲壳动物。
　　 3.单位补充量渔获量(Y'/R)和单位补充量资源量(B'/R)分析显示Epresent>E0.5,暗示着目前鄱阳湖克氏原螯虾捕捞水平已经超过了最佳的捕捞水平(Eopt=0.5),说明该虾在鄱阳湖流域已经被过度捕捞,因此,应该适当的降低捕捞强度。
　　 4.平均选择体长(Lc)等于70.50mm,暗示了在鄱阳湖流域捕捞克氏原螯虾的最小的捕捞规格应该限制在70.50mm以上;同时捕捞克氏原螯虾的最小的网目的大小应该限制在13.5mm以上。
　　 5.实际种群分析模型(VPA)显示了在鄱阳湖克氏原螯虾的年最大渔获量为3.43×104t,而最大的持续渔获量为(MSY)1.18×104t。
　　 6.克氏原螯虾的自然死亡率范围在0.68～1.11year-1之间,这一参数的获得具有重要的意义,因为在养殖的过程中,人们可以选用死亡率相对较小的克氏原螯虾作为母本来进行遗传育种。
　　 7.使用5个EcoRI+3/MseI+3引物从6个群体139个体中共扩增出89个位点。通过NTSYSpc软件对统计的1/0矩阵进行分析处理。在居群水平上,洪泽湖显示了最大的遗传多样性,PPB=75.74％,Ne=1.4181,H=0.5829,Shannon多样性信息指数Hpop=0.441,证实了南京是克氏原螯虾入侵中国的第一站。
　　 8.居群间发生了较高程度的遗传分化,6个群体间的遗传分化系数(Gst)为0.4186,居群间的基因多样度(Dst=Ht-Hs)为0.1171,但分子方差分析(AMOVA)显示,群体的遗传变异91.20%来源于群体内的个体间,8.80%来源于群体间;这两种方法都表明遗传变异主要存在于居群内,居群内的遗传分化大于居群间的分化。
　　 9.主要成分分析(PCA)和聚类分析(UPGMA)表明这6个群体可以分为3组。在本研究中由基因流、选择、种群规模、种群规格、人为媒介的传播及基因流水平等因素所组成的模型可以用来解释克氏原螯虾群体所发生的遗传分化。这些结果的重要意义在于不仅为克氏原螯虾的育种工作和选择高质量的母本用作繁殖提供了科学的参考价值,即人们可以选择遗传多样性高的种群用作亲本进行繁殖,而且也野生克氏原螯虾的遗传资源的保护提供理论基础。
　　 10.目前我国长江中下游地区克氏原螯虾群体的遗传多样性处于中等的水平,6个群体之间存在一定程度的遗传分化。从资源保护的角度来说,可通过资源的遗传交流、人为引进等方式来避免遗传多样性的降低;从开发利用的角度来看,在今后的选育、开发和利用中应充分利用遗传性高的亲本作繁育的母本,促使克氏原螯虾产业的健康可持续发展。

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