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中国鮡科鱼类分子系统发育和石爬鮡属物种有效性的研究

郭宪光  
【摘要】: 简要回顾了分子系统学的基本原理、研究方法、分析流程和系统发育分析方法等,以及多变量形态度量学特点与应用、鮡科鱼类系统发育研究进展,从而有助于理解本研究的方法、目的与意义。 鮡科(Sisoridae)隶属于硬骨鱼(Teleostei)、鲇形目(Siluriformes),由Regan于1911年建立。鮡科共有20属,50种以上,在我国有12属。有关此类群的分子系统发育的研究还很贫乏,一些物种的分类还存在较大争议。 选择钝头鮠科(鱼央)属(Liobagrus)鱼类的金氏(鱼央)(L.kingi)和拟缘(鱼央)(L.marginatoides)作为外类群。通过PCR技术,扩增了长度为532bp的金氏(鱼央)和拟缘(鱼央)以及长度为534-542bp的11种鮡科鱼类(31个样品)的16S rRNA基因片段。比对得到550个位点的同源序列,其中简约性信息位点97个,约占全部位点的17.6%。分析了鮡科鱼类16S rRNA基因部分序列茎区(stem regions)和环区(loop regions)的进化特点;计算了Kimura 2-Parameter遗传距离;并用邻接法、最大简约法、最大似然法重建了鮡科鱼类分子系统树。结果表明:(1)环区平均变异位点较茎区多,有很强的A偏好性;(2)没有替代饱和现象;(3)分子系统树上魾属和纹胸鮡属构成姐妹群,石爬鮡属和鮡属构成姐妹群,鰋属和原鮡属构成姐妹群;(4)鰋属、原鮡属和褶鮡属的系统发育位置不定,鰋鮡鱼类并未形成一个单系类群;可能的原因是所得到的16S rRNA基因片段信息位点太少;(5)青石爬鮡和黄石爬鮡可能是同一物种,中华鮡和前臀鮡可能是同一物种。 将S7核糖体蛋白基因内含子2首次用作遗传标记进行中国鮡科鱼类的系统发育分析。通过PCR技术,扩增了长度为154bp的金氏(鱼央)和拟缘(鱼央)以及长度为153~168bp的11种鮡科鱼类(17个样品)的rpS7基因内含子2序列。序列比对得到181个排列位点,其中简约信息位点56个,占全部位点的30.9%。分析了鮡科鱼类S7核糖体蛋白基因内含子2序列,计算了p-distance和Kimura 2-Parameter遗传距离,并用邻接法、最大简约法、最大似然法重建了鮡科鱼类分子系统树。由于替代饱和,系统发育分析时,没有选择外类群。随后,巨魾(Bagarius yarrelli)用作树根分析。结果表明:(1)鮡科鱼类rpS7基因内含子2序列具有丰富的信息位点,并且在亲缘关系不同的物种间存在显著的序列差异;(2)rpS7基因内含子2序列在rpS7基因进化过程中发生了大量的碱基插入和缺失现象,而且发生插入或缺失的情况可能各不相同;鮡科鱼类中有替 郭宪光:中国姚科鱼类分子系统发育和石爬跳属物种有效性的研究 代饱和现象;(3)石爬姚属和姚属聚在一起,形成姐妹群;拟娘属和原姚属聚在一起,形成姐妹 群;但措跳属、随属的位置不定;(4)在MP和*L分子系统树中,能跳鱼类形成一单系群:(5) 青石爬跳和黄石爬跳可能是同一物种,中华跳和前臀就可能是同一物种。 石爬排属鱼类的青石爬排和黄石爬排的物种界限一直不消楚。采用形态判别和线粒体165 巾*A基因片段分析相结合的方法,分别研究分析了青人爬影睛D黄石爬排的物种划分、地理分化 及遗传多态性。结果表明:(1)区别青人爬跳和责人爬跳的重要特征脱赔起点至臀鳍起点的距离 是否大于至鳃孔下角的距离,脸鳍相对位置,头部相对人小与上颌须的须状延长部分等相互之间 有一定的相关性,但是在研究的样本中没有截然的界限,而是有较大的重叠,难以区分:(2)从 地理分布看,金沙江水系不同支流的样本在上述特征上有一定的K别,但是没有发现青衣江的样 本与其他支流的样本有截然的界限和明显的地理变化规律:(3)548加序列中,检测出2个多 态位点,多态位点的比例为 0.365%;(4)青石爬姚和黄人爬跳间的遗传差异极小,平均遗传距 离仅为0刀75%:(5)石爬跳属鱼类个体间也无明显差异,遗传距离为0一0.381%,平均为0刀69%。 因此,石爬跳属鱼类划分为一个种更为客观,黄石爬排为青石爬跳的同物异名。


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