鲿科鱼类DNA条形码鉴定及系统进化研究.pdf

D O I:1 0.1 6 3 7 8/j.c n k i.1 0 0 3-1 1 1 1.2 1 0 8 9第4 2卷第4期2 0 2 3年7月水产科学F I S HE R I E S S C I E N C EV o l.4 2N o.4J u l.2 0 2 3鲿科鱼类D NA条形码鉴定及系统进化研究刘红艳,熊 飞,翟东东,王 莹,夏 明,陈元元(1.江汉大学 生命科学学院,湖北省汉江流域特色生物资源保护开发与利用工程技术研究中心,湖北 武汉4 3 0 0 5 6;2.江汉大学,持久性有毒污染物环境与健康危害湖北省重点实验室,湖北 武汉4 3 0 0 5 6)摘 要:鲿科鱼类是一类高度多样化的类群,一些具有高度相似特征的物种难以通过形态进行识别,系统分类关系混乱,因此,选择一种更为有效、便捷的鱼类鉴定和分类方法十分必要。对5属3 6种共2 1 4条鲿科鱼类线粒体C O基因序列进行分析,结果表明:3 6种鲿科鱼类的种内和种间平均遗传距离分别为0.0 1 6和0.1 5 8,种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的9.8 7 5倍;大多数鲿科鱼类的种内遗传距离小于种间遗传距离,在种内、种间重叠较少,能形成的一定的D NA条形码间隙。A B G D结果将3 6个物种定义为2 5个运算分类单元,运算分类单元的划分与距离法结果大体一致,种间遗传距离较小的物种被划分为同一个运算分类单元,种内遗传距离较大的物种分化为多个运算分类单元。聚类树结果显示:黄颡鱼属、拟鲿属和属的鱼类聚成一大支;鳠属和半鲿属中各有1个物种聚类到对方的分支中,这两属之间存在不完全的谱系分选。在本研究中,D NA条形码在大部分鲿科鱼类中能进行有效的鉴定,但对一些近缘种,条形码鉴定存在局限性,同时,C O条形码也阐明了鲿科鱼类的系统进化关系,可为鲿科物种的系统分类提供科学依据。关键词:鲿科鱼类;C O基因;D NA条形码;物种鉴定中图分类号:Q 7 5文献标识码:A文章编号:1 0 0 3-1 1 1 1(2 0 2 3)0 4-0 5 7 5-1 0收稿日期:2 0 2 1-0 5-1 8;修回日期:2 0 2 1-1 2-0 1.基金项目:国家重点研发计划项目(2 0 1 8 Y F D 0 9 0 0 9 0 3);国家自然科学基金资助项目(5 1 7 7 9 1 0 5,5 1 9 7 9 1 2 3);湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T 2 0 2 0 0 3 4).作者简介:刘红艳(1 9 7 8),女,教授;研究方向:鱼类分子遗传学.E-m a i l:l h y 9 6 0 31 2 6.c o m.通信作者:熊飞(1 9 7 7),男,教授;研究方向:鱼类生态学.E-m a i l:x i o n g f e i j h u n.e d u.c n.鲿科属辐鳍鱼纲真骨下纲鲇形目,为鲇形目中形态高度多样化的类群之一1,其种类繁多,分布广,形 态 多 样,而 且 不 断 地 有 鲿 科 新 物 种 被 发现2-5,对鱼类研究来说,精确的鉴定物种至关重要。传统鉴定主要以形态特征为主要依据,如可数性状和可量性状及一些解剖结构特点。然而,传统的鱼类分类需要测量大量完整的标本。有时,我们只能获得少量的样本或不完整的样本,此外,形态相似的物种很难通过表型特征来区分,这些因素给鲿科 物 种 鉴 定 带 来 了 较 大 的 困 难6。黄 颡 鱼 属(P e l t e o b a g r u s)、拟 鲿 属(P s e u d o b a g r u s)和属(L e i o c a s s i s)的一些种的属名已被修订过多次7-9,鲿科相似种的鉴定和系统发育关系仍存在争议。因此,选择一种更为有效和便捷的鱼类鉴定方法,对其分类和进化关系的研究是十分重要的。D NA条形码是指生物体内能够代表该物种的、有足够变异的、标准的、易扩增的并且相对较短的D NA片 段,可 以 快 速、准 确 地 进 行 物 种 鉴定1 0-1 1,D NA条 形 码 已 成 为 物 种 鉴 定 的 重 要 工具1 2。线粒体D NA的C O基因进化速率适中,并且引物通用性好,易于扩增,已经成为物种快速、准确鉴定的一个标准分子标签1 3-1 5。鲿科是鱼类区系里的一个复杂分类单元。彭作刚等1 6以线粒体C y t b基因片段分析了部分鲿科鱼类的系统分类关系,但一些鲿科鱼类的归属问题仍未得到一致结论;梁宏伟等1 7用线粒体的C O基因研究了部分鲿科鱼类的分类关系,但涉及的物种较少。笔者通过对鲿科5属3 6种鱼类2 1 4条线粒体C O基 因 序 列 进 行 分 析,探 讨 基 于 线 粒 体C O基因作为D NA条形码在鲿科鱼类物种鉴定中的有效性,同时阐明其系统进化关系,以期为鲿科鱼类的物种鉴定和系统分类提供科学依据。1 材料与方法1.1 研究材料2 0 1 62 0 1 8年于金沙江下游溪洛渡-向家坝库区水域采集了黄颡鱼(P.f u l v i d r a c o)、瓦氏黄颡鱼(P.v a c h e l l i i)、乌苏里黄颡鱼(P.u s s u r i e n s i s)、凹尾拟鲿(P.e m a r g i n a t u s)和中臀拟鲿(P.m e d i a n a-l i s)5种鲿科鱼类样本4 4尾。采集物种的形态学鉴定主要依据 中国动物志:硬骨鱼纲 鲇形目1和 四川鱼类志1 8,每个样品取其尾鳍和肌肉组织保存于9 5%乙醇中备用。另外从美国国家生物技术信息中心网站(h t t p s:/www.n c b i.n l m.n i h.g o v/)下载3 1种鲿科鱼类的C O基因序列1 7 0条。共有鲿科鱼类的5属3 6种,2 1 4尾鱼类样本(表1)。表1 研究所用样本信息和G e n B a n k登录号 T a b.1 S p e c i e s i n f o r m a t i o na n dG e n B a n ka c c e s s i o nn u m b e r s o fC Og e n e s分类阶元及物种名称和简写T a x o n,s p e c i e sn a m ea n d i t sa b b r e v i a t i o n s材料编号M a t e r i a l c o d e数量N u m b e rG e n B a n k登录号G e n B a n kn u m b e r黄颡鱼属P e l t e o b a g r u s黄颡鱼P.f u l v i d r a c o(P f u)S 1S 1 01 0本研究MN 6 6 0 1 8 5MN 6 6 0 1 9 4瓦氏黄颡鱼P.v a c h e l l i i(P v a)S 1S 1 21 2本研究MN 6 6 0 1 9 5MN 6 6 0 2 0 6长须黄颡鱼P.e u p o g o n(P e u)S 1,S 22J Q 7 3 4 4 7 6G,K J 0 0 1 7 8 4G光泽黄颡鱼P.n i t i d u s(P n i)S 1,S 2S 9,S 1 01 0HM 7 4 6 6 5 9G,MN 6 3 9 7 8 4MN 6 3 9 7 9 1G,K C 8 2 2 6 4 3G中间黄颡鱼P.i n t e r m e d i u s(P i n)S 11KY 9 6 2 4 1 6G乌苏里黄颡鱼P.u s s u r i e n s i s(P u s)S 1S 1 0,S 1 1,S 1 2S 1 51 5MN 6 3 9 8 2 7MN 6 3 9 8 3 6G,K C 1 8 8 7 8 2G,本研究MN 6 6 0 2 2 3MN 6 6 0 2 2 6拟鲿属P s e u d o b a g r u s凹尾拟鲿P.e m a r g i n a t u s(P e m)S 1S 1 6,S 1 7,S 1 81 8本研究MN 6 6 0 2 0 7MN 6 6 0 2 2 2,K J 6 0 0 6 2 8G,MN 6 3 9 7 7 9G中臀拟鲿P.m e d i a n a l i s(P m e)S 1S 2,S 33本研究MN 6 6 0 2 2 7MN 6 6 0 2 2 8,K J 5 0 7 1 3 6G短尾拟鲿P.b r e v i c a u d a t u s(P b r)S 11J X 8 6 7 2 5 6G切尾拟鲿P.t r u n c a t u s(P t r u)S 1S 1 3,S 1 41 4MN 6 3 9 8 0 6MN 6 3 9 8 1 8G,J X 8 6 7 2 5 9G圆尾拟鲿P.t e n u i s(P t e)S 1,S 2S 55KY 7 7 9 8 5 3G,MN 6 3 9 8 4 0MN 6 3 9 8 4 3G盎堂拟鲿P.o n d o n(P o n)S 1,S 2,S 33K F 5 1 4 4 2 4G,K J 5 3 0 6 8 9G,K J 9 6 0 3 0 3G白边拟鲿P.a l b o m a r g i n a t u s(P a l)S 1S 1 21 2MT 3 7 9 9 5 4MT 3 7 9 9 6 5G三线拟鲿P.t r i l i n e a t u s(P t r i)S 11K F 3 5 6 1 9 6G朝鲜拟鲿P.k o r e a n u s(P k o)S 11K T 6 0 1 0 9 5G粗唇拟鲿P.c r a s s i l a b r i s(P c r)S 1,S 2S 3,S 4,S 55MN 6 3 9 7 8 2G,MN 6 3 9 7 8 0MN 6 3 9 7 8 1G,K C 7 6 8 2 2 7,J X 8 6 7 2 5 7G属L e i o c a s s i s长吻L.l o n g i r o s t r i s(L l o)S 1,S 2S 4,S 55MK 8 4 3 7 7 0G,MF 1 2 2 4 2 9MF 1 2 2 4 3 1G,GU 5 9 6 4 5 4G小须L.m i c r o p o g o n(L m i)S 11K T 7 9 9 8 1 4G花鳍L.p o e c i l o p t e r u s(L p o)S 11E U 4 9 0 8 6 7G鳠属M y s t u s恒河鳠M.t e n g a r a(M t e)S 1,S 2S 44F J 4 5 9 4 2 9G,F J 4 5 9 5 1 7F J 4 5 9 5 1 9G黑头鳠M.n i g r i c e p s(M n i)S 1S 1 41 4KU 6 9 2 6 4 5KU 6 9 2 6 5 8G脂鳠M.c a v a s i u s(M c a)S 1,S 2S 4,S 5S 6,S 7 7KU 8 7 0 4 6 5G,K X 9 4 6 7 0 9K X 9 4 6 1 1G,K X 9 4 6 7 1 4K X 9 4 6 1 5G,MF 6 0 1 3 1 3G秘鳠M.m y s t i c e t u s(Mm y)S 1S 44K F 8 0 5 3 7 2K F 8 0 5 3 7 5G辛格鳠M.s i n g a r i n g a n(M s i)S 1S 33KU 6 9 2 6 6 0KU 6 9 2 6 6 2G条纹鳠M.v i t t a t u s(M v i)S 1S 4,S 5S 9,S 1 01 0J N 2 2 8 9 5 0J N 2 2 8 9 5 3G,K J 9 3 6 6 9 4K J 9 3 6 6 9 8G,K T 3 6 4 7 8 0G博氏鳠M.b o c o u r t i(M b o)S 1,S 22E U 4 9 0 8 6 3G,MK 4 4 8 1 1 6G马拉巴尔鳠M.m a