武夷山脉陆生贝类物种多样性及柄眼目线粒体系统发育基因组学研究

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武夷山脉地处闽赣两省交界处,属中亚热带湿润气候,是中国生物多样性热点地区。武夷山脉在动物地理区系中属东洋界的华南区与华中区的分界,其物种的形成和分化在中国东南部处于中心位置,陆生贝类物种也非常丰富。作者于2019年9月至2020年11月间以武夷山脉国家级和省级自然保护区为主要研究区域进行陆生贝类调查,分析了其物种组成、区系和物种多样性特征,比较了武夷山脉7个国家级自然保护区陆生贝类物种相似性。基于二代测序技术,测定了柄眼目10种陆生贝类线粒体全基因组,结合Genbank公布的37种陆生贝类线粒体全基因组,进行系统发育基因组学分析。主要研究结果如下:1.记录武夷山脉陆生贝类154种及亚种,隶属于1纲3亚纲4目19科42属,其中江西省新记录种30种。从物种组成看,巴蜗牛科种类最多,7属38种,拟阿勇蛞蝓科次之,3属30种。优势种为同型巴蜗牛(Bradybaena similaris)、细纹灰尖巴蜗牛(Acusta ravida redfieldi)、小丘恰里螺(Kaliella munipurensis)和双线嗜粘液蛞蝓(Phiolomycus bilineatus)。从分布来看,武夷山脉北段陆生贝类物种较丰富,计33科58属137种;中段次之,计28科50属86种;南段物种较少,18科23属45种。2.区系分析表明,武夷山脉陆生贝类以东洋界种类为主。仅分布于东洋界的物种有107种,占总种数的69.48%;仅分布于古北界的物种有5种,占总种数的3.25%;跨东洋界和古北界均分布的物种有17种,占总种数的11.04%。3.测定了柄眼目10种陆生贝类的线粒体全基因组序列。序列全长在14,103~15,674bp之间,核苷酸组成均表现出AT偏好性,线粒体全基因组和蛋白编码基因存在较高的A+T含量,比较发现,扬子高山蛞蝓(Anadenus yangtzeensis)最高,A+T含量分别是76.8%和76.4%;琉球球蜗牛(Acusta despecta)最小,A+T含量分别为65%和64.3%。4.分析了47种陆生贝类线粒体全基因组的基因排列方式,其包含22种不同排列方式。其中,反柱奇异螺(Mirus frinianus)线粒体全基因组出现蛋白编码基因和t RNA(nad3-trn S1-trn I-trn G)基因簇重排,为一种全新的基因排列方式,同时,这也是艾纳螺科(Enidae)首例测定的线粒体基因组。5.基于线粒体全基因组分析了柄眼目21科47种陆生贝类的系统发育。结果表明,艾纳螺科和蛹螺超科的物种聚为一支,这一结果支持蛹螺超科为单系群;其他重要类群如苹果蜗牛超科(Helicoidea)和欧洲蛞蝓超科(Arionoidea)为单系群,在进化树中占有较大的比例。蛹螺超科(Pupilloidea)和烟管螺超科(Clausilioidea)互为姐妹关系。
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