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

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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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