楊明柳,徐敬明,吳斌,閻冰
(1. 廣西科學院 廣西紅樹林研究中心 廣西紅樹林保護與利用重點實驗室,廣西 北海536000;2. 重慶文理學院 林學與生命科學學院,重慶 永川402168)
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基于形態(tài)和16S rRNA基因的擬相手蟹分類研究
楊明柳1,徐敬明2*,吳斌1,閻冰1
(1. 廣西科學院 廣西紅樹林研究中心 廣西紅樹林保護與利用重點實驗室,廣西 北海536000;2. 重慶文理學院 林學與生命科學學院,重慶 永川402168)
摘要:擬相手蟹屬因其形態(tài)極其相似成為相手蟹科分類中最有疑問的一個屬。通過對中國沿海近親擬相手蟹Parasesarma affine、斑點擬相手蟹P. pictum、三櫛擬相手蟹P. tripectinis、P. ungulatum及褶痕擬相手蟹P. plicatum 5種擬相手蟹的形態(tài)對比發(fā)現(xiàn),可從它們的螯足形狀(包括螯足掌節(jié)背面的梳狀櫛,可動指背面突起數(shù)目)及雄性第一腹肢形狀對其進行區(qū)分。對其線粒體16S rRNA基因序列進行分子系統(tǒng)發(fā)育分析,結(jié)果表明5種擬相手蟹之間的遺傳距離為1.9%~9.3%,達到了種間差異水平;構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹顯示近親擬相手蟹與褶痕擬相手蟹匯聚成一支,隨后與P. ungulatum聚在一起,斑點擬相手蟹與三櫛擬相手蟹匯聚成獨立支系。形態(tài)和分子證據(jù)均支持5種擬相手蟹分別為獨立有效物種。
關(guān)鍵詞:擬相手蟹;形態(tài)特征;16S rRNA基因;分類研究
1引言
擬相手蟹屬(Parasesarma)隸屬于方蟹總科(Grapsoidea),相手蟹科(Sesarmidae),全世界共記錄34種[1—3]。有關(guān)擬相手蟹屬的分類學研究,國內(nèi)外學者雖進行了大量的研究[4—6],但因早期不同學者對一些新種、新記錄的描述不夠詳細,或者一些模式標本的缺失,致使出現(xiàn)同物異名、異物同名等分類混亂局面,加上對一些種類了解甚少,因此,擬相手蟹屬成為相手蟹科中最難分類的屬之一。
中國記錄的擬相手蟹有4種,分別是近親擬相手蟹Parasesarmaaffine、斑點擬相手蟹P.pictum、三櫛擬相手蟹P.tripectinis、精巧擬相手蟹P.exquisitum[7]。這4個種在形態(tài)上非常相似,均表現(xiàn)為頭胸甲近方形,胃、心分區(qū)明顯,額彎向下方,額后部具明顯的4葉;外眼窩角呈三角形,指向前方,側(cè)緣無齒;雄性螯足比雌性的大,掌節(jié)厚而短,背面具2~3列梳狀櫛;步足扁平等特征,很容易將其混淆。
國外已有研究表明廣布于中國南部沿海的褶痕擬相手蟹P.plicatum實為近親擬相手蟹P.affine,而中國目前尚未發(fā)現(xiàn)褶痕擬相手蟹P.plicatum,故在《中國海洋生物名錄》中將其更正為近親擬相手蟹P.affine[1,7—8]。然而諸多學者在紅樹林濕地蟹類相關(guān)研究中,褶痕擬相手蟹P.plicatum仍被沿用至今。Rahayu 和Ng[8]在檢查南海(海南)標本時,發(fā)現(xiàn)存在P.ungulatum,由于這個種外形與褶痕擬相手蟹極其相似,其雄性螯足掌節(jié)背面具2列梳狀櫛,可動指背緣的突起少于15個,亦被誤認為是褶痕擬相手蟹的同物異名種,但其可動指背緣的突起較褶痕擬相手蟹的小,且其雄性第一腹肢與褶痕擬相手蟹的相差很大,因此這些特征的差異表明P.ungulatum并非是褶痕擬相手蟹的同物異名種。精巧擬相手蟹、三櫛擬相手蟹分別是戴愛云和宋玉枝[9]、Shen[10]發(fā)表的新種,自被報道以來,相關(guān)的研究還非常少,對它們的分布范圍也缺乏相關(guān)資料,亦鮮有將多種擬相手蟹的形態(tài)區(qū)別進行綜合對比描述。
作者對2012年7月至2013年6月于中國南部沿海紅樹林濕地及2015年6月廣西北海冠頭嶺所采集的幾種擬相手蟹進行了分類鑒定,通過對其形態(tài)特征的綜合分析與比較,獲得了從形態(tài)上區(qū)分它們的方法,并運用線粒體DNA的16S rRNA基因片段對其進行序列分析以及構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,探討其分子系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,以期利用形態(tài)學與分子生物學相結(jié)合的手段,解決我國擬相手蟹屬的分類混亂局面,為今后的蟹類分類提供基礎資料。
2材料與方法
2.1材料
幾種擬相手蟹于2012年7月至2013年6月在中國南部沿海紅樹林濕地及2015年6月廣西北海冠頭嶺所采集(表1),所有樣品均浸泡于95%酒精中固定,并保存于-20℃冰箱,所有樣品均保存于廣西紅樹林研究中心生物室。
2.2方法
2.2.1形態(tài)描述分析
對擬相手蟹的頭胸甲、腹部、螯足、步足、雄性第一腹肢等形態(tài)特征進行觀察,拍照,描述。
2.2.2分子生物學分析
取約10 mg步足肌肉用基因組DNA提取試劑盒(OMEGA公司)進行提取,提取的DNA保存于-20℃。褶痕擬相手蟹及外群弧邊招潮的序列則從GenBank里下載(表1)。
表1 擬相手蟹及外群弧邊招潮16S rRNA基因片段信息
用于擴增16S rRNA目的基因片段的兩個引物分別為:16Sar 5′-CGCCTGTTTAACAA AAACAT-3′, 16Sbr 5′-CCGGTCTGAACTCAGATCACGT-3′[13]。PCR擴增反應體積為50 μL,其中Taq10 2× MasterMix (北京奧賽博公司)19 μL,模板 DNA 2 μL,引物各 2 μL,Milli-Q-Water 補足到50 μL。反應條件為94℃預變性1.5 min后,94℃變性30 s,49℃退火45 , 72℃延伸1 min, 39個循環(huán),最終72℃延伸5 min。產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳,溴化乙錠(EB)染色檢測之后,將樣品送至廣州英濰捷基測序公司進行純化,并用ABI 3730XL測序儀進行正反鏈雙向測序。
序列由DNAstar軟件包的SeqMan、MegAlign和EditSeq程序進行編輯、校對和排序,并加以手工校正;MegAlign對比序列;DNAsp5.0檢測多態(tài)位點數(shù)、簡約信息位點數(shù)。首先對5種擬相手蟹的序列通過MrModeltest獲取最佳替代模型HKY+I,再用Mega4.0選擇其近似模型Tamura-Nei計算種內(nèi)和種間遺傳距離。在Mega4.0軟件中采用Kimura-雙參數(shù)距離模型構(gòu)建NJ樹,系統(tǒng)發(fā)育樹各結(jié)點的支持率以序列數(shù)據(jù)集1 000次重復抽樣檢驗的自引導值表示。MrBayes3.1構(gòu)建貝葉斯樹( Bayesian tree),采用PAUP軟件[14]作同質(zhì)性檢驗,通過MrModeltest的AIC準則(Akaike information criterion)獲取最佳替代模型GTR+G,用MrBayes軟件運行 Markov chain Montecarlo (MCMC) 運算1 000 000 代,由一個隨機的樹開始運算 4 條平行的鏈,每 100代產(chǎn)生 1 個樹,得到貝葉斯樹。
3結(jié)果與分析
本研究利用形態(tài)分類學和分子生物學相結(jié)合的方法對所采集的擬相手蟹進行了系統(tǒng)的分類學研究,共鑒定出4種擬相手蟹,分別為近親擬相手蟹P.affine(737只)、斑點擬相手蟹P.pictum(6只)、三櫛擬相手蟹P.tripectinis(2只)和P.ungulatum(9只)。
3.1物種形態(tài)描述
方蟹總科Superfamily Grapsoidea MacLeay, 1838
相手蟹科Family Sesarmidae Dana, 1851
擬相手蟹屬GenusParasesarmaDe Man,1895
3.1.1近親擬相手蟹ParasesarmaaffineDe Haan,1837
Grapsus(Pachysoma)affinisDe Haan, 1837: 66, pl. 18, fig. 5.
Sesarmaaffinis— H. Milne Edwards 1853: 183. -Heller 1862: 68.
Sesarmaquadratavar.affinis— Ortmann 1894: 724.
Parasesarmaplicatum— Miyake1983: 239.
Sesarma(Pachysoma)plicatum— Yamaguchi & Baba 1993: 481 (lectotype designated).
Sesarma(Parasesarma)plicata— Crosnier 1965: 65, figs. 83, 88, 93, 105. - Dai et al. 1986: 490, pl. 69 (2), fig. 275 (2). - Dai & Yang 1991: 537, pl. 69 (2), fig. 275 (2). - Shen 1932: 191, text fig. 119-120, pl. 7, fig. 8. -Shen & Dai 1964: 135. -Sakai 1939: 683, pl. 110, fig. 2.
Parasesarmaplicatum— Wang & Liu 1996: 117, figs. 150, 151. -Ng et al. 2001: 43.
Parasesarmaaffinis— Liu. 2008: 802.
Parasesarmaaffine— Ng et al. 2008: 222. - Rahayu & Ng 2010:1-22, figs, 5-7.
樣品采集:東寨港2只(1♀,1♂);深圳福田3只(1♀,2♂);珠海39只(23♀,16♂);北海山口12只(4♀,8♂);北海草頭村38只(17♀,21♂);防城港珍珠灣46只(22♀,24♂);雷州土角村82只(28♀,54♂);陽江32只(10♀,22♂);云霄竹塔村23只(10♀,13♂);龍海金定村34只(15♀,19♂);雷州企水海角村56只(24♀,32♂);海南東方9只(5♀,4♂);海南洋浦106只(40♀,66♂);大冠沙237只(84♀,153♂);徐聞仕尾18只(2♀,16♂)。
形態(tài)描述:頭胸甲呈方形,寬度大于長度,寬度約當長度的1.35倍,表面稍隆,前半部及鰓區(qū)具粗糙顆粒及斜行顆粒隆線。額彎向下方,中部稍凹,額后部的4葉突出。外眼窩角銳三角形,指向前方,側(cè)緣在外眼窩角之后有一個不明顯的齒痕。雄性螯足粗壯等大,長節(jié)外側(cè)緣具顆粒隆脊,近末端具刺,內(nèi)側(cè)緣近末端具一枚三角型刺,外側(cè)面有橫紋;掌節(jié)厚而短,表面具顆粒,背面具2梳狀櫛,分別具17~23及9~13個梳狀齒;可動指背面具8~9個較大的突起,內(nèi)緣具大小不等的鈍齒。步足寬大扁平,第二、三對步足等長,較其他兩對步足長,其長度約當頭胸甲寬度的1.5倍;第三對步足長節(jié)長約當寬的2倍。雄性腹部寬三角形,尾節(jié)較短而寬,末緣半圓形,長度與第六節(jié)長度相當;第六節(jié)寬度約當長度的2倍多。雄性第一腹肢細長,末端趨長,彎曲呈45°,幾丁質(zhì)突起長而直,指向外方。雌腹部圓大,尾節(jié)寬大[4,8](圖1,圖2)。
分布:廣西,廣東,海南,浙江,福建,臺灣,香港,日本,印度-西太平洋。
圖1 近親擬相手蟹(成體♂,頭胸甲寬22.14 mm×長16.49 mm):A. 整體背面觀;B. 正面觀;C. 腹部;D. 右螯;E. 右螯可動指正面觀;F. 螯足掌節(jié)背面梳狀櫛Fig.1 P. affine(adult male, 22.14 mm×16.49 mm): A. overall dorsal views; B. frontal view of carapace; C. ventral view; D. right cheliped; E. dorsal surface of dactylus of right cheliped showing dactylar tubercles; F. dorsal surface of chela showing diposition of pectinate crest
圖2 近親擬相手蟹雄性第一腹肢:A~D為右雄性第一腹肢整體觀及末端放大;比例尺=1 mm(仿Rahayu 和Ng[8])Fig. 2 The male first gonopod of P. affine : A-D. right male first gonopod and enlargement of tip of gonopod one; scal=1 mm (modified from Rahayu and Ng[8])
3.1.2斑點擬相手蟹ParasesarmapictumDe Haan, 1835
Grapsus(Pachysoma)pictusDe Haan 1835:61, pl. 16, fig. 6.
Sesarmapicta— Krauss 1843: 45 - Alcock 1900: 414. - Stimpson 1907: 135.
Sesarma(Parasesarma)picta— De Man 1895: 183. - Tesch 1917: 186. - Balss 1922: 156. - Shen 1932:186, text-figs. 117,118, pl. 7, fig.7. - Sakai 1939: 682, pl. 78, fig. 2; 1976: 656, pl 226, fig. 2. - Shen & Dai 1964:135. - Dai et al. 1986: 489, 490, pl. 69(1), fig. 275(1).
Parasesarmapictum— Ng et al. 2008: 222. - Liu. 2008: 802.
樣品采集:汕頭1只(1♀);北海冠頭嶺5只(1♀,4♂)。
形態(tài)描述:頭胸甲呈方形,寬度約當長度的1.2倍,表面扁平,前半部具短的橫行顆粒隆線,胃、心區(qū)處具“H”形溝,鰓區(qū)具斜行隆線。額部彎向下方,中部凹入,額后部4葉明顯。眼窩深,背緣光滑,腹緣內(nèi)齒三角形。外眼窩角呈銳三角形,指向前方。側(cè)緣呈光滑的隆線形,幾乎平行,無齒。螯足雄比雌大,掌節(jié)厚而短,內(nèi)、外側(cè)面均具顆粒,背面具1~2列梳狀櫛和數(shù)條斜行顆粒隆線,兩列梳狀櫛分別具13~15及10~11個梳狀齒,其中第二列梳狀齒較第一列低平,圓大,或呈顆粒狀;螯足可動指背面具1列約13~20個卵圓形突起,雌螯約10個顆粒狀突起,近末端的顆粒狀突起不易區(qū)分,兩指內(nèi)緣具大小不等的鈍齒。步足細長,以第3對步足最長,其長節(jié)長約當寬的2.4倍。雄性第一腹肢粗短,末端趨尖,彎曲呈60°,幾丁質(zhì)突起短,頂端呈截狀斜面,彎向背外方。腹部寬三角形,尾節(jié)末緣圓鈍,長于第6節(jié);第6節(jié)寬度約當長度的2.8倍。雌性腹部圓大,尾節(jié)基部嵌入第六節(jié)中[4](圖3,圖4)。
圖3 斑點擬相手蟹(成體♂,頭胸甲寬17.75 mm×長14.64 mm):A. 整體背面觀;B. 正面觀;C. 腹部;D. 左螯;E. 左螯可動指正面觀;F. 螯足掌節(jié)背面梳狀櫛Fig.3 P. pictum(adult male , 17.75 mm×14.64 mm): A. overall dorsal views; B. frontal view of carapace; C. ventral view; D. left cheliped; E. dorsal surface of dactylus of left cheliped showing dactylar tubercles; F. dorsal surface of chela showing diposition of pectinate crest
圖4 斑點擬相手蟹雄性第一腹肢:A~C. 為右雄性第一腹肢整體觀及末端放大;比例尺為1 mm(仿戴愛云等[4])Fig. 4 The male first gonopod of P. pictum: A-C. right male first gonopod and enlargement of tip of gonopod one; scal=1 mm (modified from Dai Aiyun et al.[4])
分布:廣西,廣東,福建,浙江,山東半島,臺灣,朝鮮,日本,印度尼西亞。
3.1.3三櫛擬相手蟹ParasesarmatripectinisShen, 1940
Sesarma(Parasesarma)tripectinisShen 1940: 261-262, figs. 17-21.
Parasesarmaacis— Davie 1993: 65-74, figs. 1, 2.
Parasesarmatripectinis— Ng et al. 2008: 222. - Liu. 2008: 802.
樣品采集:雷州企水海角村2只(1♀,1♂)。
外形描述:頭胸甲近方形,頭胸甲寬約長的1.25~1.3倍,背甲稍拱。表面隆起具分散顆粒,胃、心區(qū)具“H”形淺溝,鰓區(qū)具斜行隆線。額寬稍大于頭胸甲寬度的1/2,彎向下方,額后4葉突出明顯。外眼窩角尖銳,指向前方,側(cè)緣無齒,近平行。螯足粗壯,等大,長節(jié)背面密布顆粒,前緣近末端具一銳刺;腕節(jié)內(nèi)緣具顆粒,外緣及背面有條紋;雄性掌節(jié)背面具3列梳狀櫛,靠近可動指基部第一列具15~20個梳狀齒,第二列約21個梳狀齒,第3列具10~13個梳狀齒;可動指背緣的突起約18~24個。步足中等長度,寬大扁平;第3對步足最長,約當頭胸甲寬的1.7倍,長節(jié)長約長節(jié)寬的2.4倍。雄性第一腹肢末端幾丁質(zhì)突起長而趨尖,彎指向腹外方,幾成直角。雄性腹部寬三角形,腹部第6節(jié)基部的寬度約當長度的2.6倍;尾節(jié)近圓形,長于第6節(jié)[4,15](圖5,圖6)。
分布:廣東,福建,浙江,膠州灣,臺灣,日本。
圖5 三櫛擬相手蟹(成體♂,頭胸甲寬11.00 mm×長7.99 mm);A. 整體背面觀;B. 正面觀;C. 腹部;D. 左螯可動指正面觀;E. 螯足掌節(jié)背面梳狀櫛;F. 左螯Fig.5 P. tripectinis(adult male, 11.00 mm×7.99 mm): A. overall dorsal views; B. frontal view of carapace; C. ventral view; D. dorsal surface of dactylus of left cheliped showing dactylar tubercles; E. dorsal surface of chela show-ing diposition of pectinate crest; F. left cheliped
圖6 三櫛擬相手蟹雄性第一腹肢:A~B為左雄性第一腹肢整體觀及末端放大;比例尺為1 mm(仿Davie[15])Fig. 6 The male first gonopod of P. tripectinis: A-B. left male first gonopod and enlargement of tip of gonopod one; scal=1 mm (modified from Davie[15])
3.1.4ParasesarmaungulatumH. Milne Edwards, 1853
SesarmaungulateH. Milne Edwards 1853:184.
Sesarmaquadrata— A. Milne-Edwards 1873:302.
Sesarmaquadrata— Thallwitz 1892: 37. - De Man 1892: 328. - Lanchester 1900: 257. - Schenkel 1902: 549.
Sesarma(Parasesarma)quadrata— Lanchester 1902: 550.
Sesarma(Parasesarma)quadratavar.affinis— De Man 1902: 533.
Sesarma(Parasesarma)plicatum— Rathbun 1907: 34. - Rathbun 1910: 309.
Parasesarmaungulatum— Rahayu & Ng 2010:1-22, figs, 8-10.
樣品采集:海南三亞青梅港9只(6♀,3♂) 。
形態(tài)描述:頭胸甲寬約當長的1.23倍,胃、心區(qū)分區(qū)明顯,腸區(qū)適度分區(qū);背甲殼表面散布有稀疏的短剛毛,側(cè)面具斜行隆線,側(cè)緣具短剛毛。額彎向下方,中部稍凹,額后部的4葉突出。外眼窩角呈三角形,指向前方,側(cè)緣無齒。螯足等大、粗壯;螯足長節(jié)呈三棱形,各邊緣均呈鋒銳隆脊狀,內(nèi)腹緣近末端具一銳刺;腕節(jié)背面近方形,表面粗糙具皺襞和顆粒;掌節(jié)厚而短,掌部外側(cè)面具顆粒,內(nèi)側(cè)面的顆粒較細,掌中部有一列突起約9個;掌節(jié)背面具2梳狀櫛,分別具15~17及12個梳狀齒,可動指背緣具11個縱行突起。雄性腹部相對較寬,尾節(jié)近圓形,長度略比第6節(jié)長;第六節(jié)寬度約當長度2.5倍,側(cè)緣稍凸。雄性第一腹肢粗短,挺直,末端延伸稍彎曲呈60°,幾丁質(zhì)突起短而寬,頂端呈截狀。雌性螯足相對較小,掌節(jié)基部背面的梳狀櫛則為2列突起所替代,可動指突起10~12個,不易區(qū)分[8](圖7,圖8)。
分布:海南,香港,泰國,馬來西亞,新加坡,印度尼西亞。
圖7 P. ungulatum(成體♂,頭胸甲寬16.86 mm×長13.05 mm):A. 整體背面觀;B. 正面觀;C. 腹部;D. 右螯;E. 右螯可動指正面觀;F. 螯足掌節(jié)背面梳狀櫛Fig.7 P. ungulatum(adult male, 16.86 mm×13.05 mm): A. overall dorsal views; B. frontal view of carapace; C. ventral view; D. right cheliped; E. dorsal surface of dactylus of right cheliped showing dactylar tubercles; F. dorsal surface of chela showing diposition of pectinate crest
圖8 P. ungulatum雄性第一腹肢:A~D為右雄性第一腹肢整體觀及末端放大;比例尺為1 mm(仿Rahayu 和Ng[8])Fig.8 The male first gonopod of P. ungulatum: A-D. right male first gonopod and enlargement of tip of gonopod one; scal=1 mm (modified from Rahayu and Ng[8])
3.2序列分析與分子系統(tǒng)發(fā)育
5種擬相手蟹7個單倍型的16S rRNA基因序列對比獲得494bp的同源序列(含插入/缺失位點),A+T平均含量為76.7%,其中T為39.2%,C為8.0%,A為37.5%,G為15.4%,除插入/缺失位點外共檢測到58個變異位點,其中簡約信息位點40個(圖9)。5種擬相手蟹種間遺傳距離達1.9%~9.3%(表2)。采用NJ法與貝葉斯法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹拓撲結(jié)構(gòu)基本一致(圖10),近親擬相手蟹與褶痕擬相手蟹匯聚成一支,隨后與P.ungulatum聚在一起,斑點擬相手蟹與三櫛擬相手蟹匯聚成獨立支系。
圖9 5種擬相手蟹16S rRNA基因片段變異位點Fig.9 The variation sites of 16S rRNA gene fragment among five species Parasesarma
物種P.affinehap1P.affinehap2P.pictumP.tripectinisP.ungulatumhap1P.ungulatumhap2P.plicatumP.affinehap1P.affinehap20.002P.pictum0.0720.075P.tripectinis0.0770.0790.019P.ungulatumhap10.0520.0550.0660.066P.ungulatumhap20.0500.0530.0640.0680.002P.plicatum0.0480.0500.0880.0930.0570.055
圖10 基于16S rRNA基因序列,采用NJ法、貝葉斯法構(gòu)建5種擬相手蟹及外群的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.10 Phylogenetic tree base on 16S rRNA of 5 species Parasesarma and outgroup using NJ and Bayesian inference (BI) methods發(fā)育樹上結(jié)點的數(shù)值分別為NJ、BI的自引導值Significance values are list on the phylogenetic consensus tree in the order NJ, BI (bootstrap value)
4討論
長期以來,諸多學者認為廣布于印度-西太平洋的擬相手蟹為褶痕擬相手蟹,這一類群的外形特征為步足寬扁,雄性螯足掌節(jié)背面具2列梳狀櫛,可動指背緣的突起少于15個。因此Cancerquadrates、Ocypode(pachysoma)affinis、Sesarmaungulatum這3個種均被當作是褶痕擬相手蟹的同物異名種,并且為大多數(shù)學者所引用?!吨袊Q笮奉悺分忻枋龅姆N名亦為褶痕擬相手蟹,其分布于中國南部沿海,為廣溫廣布種[4]。Ng和戴愛云的后續(xù)研究中表明產(chǎn)于日本的Ocypode(pachysoma)affinis區(qū)別于褶痕擬相手蟹,它們屬于不同的種類[16]?;诖?,Ng等[1]將近親擬相手蟹作為獨立種與褶痕擬相手蟹區(qū)分開來。Rahayu 和Ng[8]檢查了大量來自印度、東南亞、香港、南海以及日本的標本,發(fā)現(xiàn)褶痕擬相手蟹可動指背面突起為11~14個,突起較近親擬相手蟹的明顯且圓大,雄性第一腹肢較近親擬相手蟹細長,末端幾丁質(zhì)突起尖細,較近親擬相手蟹的彎曲,并且褶痕擬相手蟹分布于孟買、印度泰米爾納德邦、泰國普吉島、龍目島,而近親擬相手蟹廣泛分布于中國海區(qū)、朝鮮半島、日本、印度尼西亞。通過對比它們的螯足、腹部、雄性第一腹肢和雌性生殖孔的差異及分布區(qū)域,證實了近親擬相手蟹與褶痕擬相手蟹確為各自獨立物種,且廣布于中國沿海的為近親擬相手蟹,目前在中國沿海尚未發(fā)現(xiàn)褶痕擬相手蟹的分布。
Milne[17]在發(fā)現(xiàn)新種P.ungulatum時,并沒有指出采集的樣品數(shù)量及在西里伯斯島的具體采集區(qū)域,僅有一個干樣本和簡要的描述,這增加了后來學者對區(qū)分這一物種與其他擬相手蟹的難度,Ng等[1]亦將P.ungulatum列為近親擬相手蟹的同物異名種。學者們在做了諸多研究后,發(fā)現(xiàn)P.ungulatum與褶痕擬相手蟹、近親擬相手蟹并非同物異名種,雖然它們的頭胸甲形狀和螯足可動指背面突起數(shù)相近,但是P.ungulatum的雄性第一腹肢較褶痕擬相手蟹、近親擬相手蟹的粗短,挺直,幾丁質(zhì)突起較寬短,褶痕擬相手蟹雄性第一腹肢細長,末端彎曲呈45°,幾丁質(zhì)突起稍彎曲,頂端趨圓,而近親擬相手蟹的雄性第一腹肢末端彎曲呈45°,幾丁質(zhì)突起趨直,它們的雄性第一腹肢差異明顯。研究表明來自中國南部、香港、泰國、新加坡、馬來西亞、巴布亞和印度尼西亞的一部分標本,實際上屬于P.ungulatum,P.ungulatum為有效種[8]。
表3 6種擬相手蟹的形態(tài)比較
擬相手蟹檢索表
Ⅰ.無前側(cè)齒,掌節(jié)背面具2~3列橫行梳狀櫛??蓜又副趁嬗幸豢v列突疣
擬相手蟹屬(GenusParasesarma)
A. 可動指背面突起8~11個。
a. 可動指背面突起8~9個,雄性第一腹肢細長,末端趨長,彎曲呈45°,幾丁質(zhì)突起長而直,指向外方……………………………近親擬相手蟹P.affine
b. 可動指背面突起11個,雄性第一腹肢粗短,挺直,末端延伸稍彎曲呈60°,幾丁質(zhì)突起短而寬,頂端呈截狀
P.ungulatum
B. 可動指背面突起13~24個。
a. 可動指背面突起13~20個, 雄性第一腹肢粗短,末端趨尖,彎曲呈60°,幾丁質(zhì)突起短,呈截狀斜面
斑點擬相手蟹P.pictum
b. 可動指背面突起18~24個, 雄性第一腹肢末端幾丁質(zhì)突起長而趨尖,彎指向腹外方,彎曲約呈90°…………………………三櫛擬相手蟹P.tripectinis
c. 可動指背面突起17~19個,雄性第一腹肢細長,挺直近三棱形,末部的角質(zhì)突起細銳,斜指向外側(cè)方
精巧擬相手蟹P.exquisitum
近親擬相手蟹與P.ungulatum、斑點擬相手蟹大小相近,在外形上也比較相似。從表3中的對比可以看出,近親擬相手蟹螯足可動指背面突起8~9個,P.ungulatum螯足可動指背面突起11個,斑點擬相手蟹螯足可動指背面突起13~20個。斑點擬相手蟹的頭胸甲較近親擬相手蟹、P.ungulatum扁平,它們的雄性第一腹肢差異大(圖2,圖4,圖8),因此可以相對容易地將三者區(qū)分開來。三櫛擬相手蟹與精巧擬相手蟹體型較小,螯足可動指背面突起數(shù)較多,然而三櫛擬相手蟹螯足掌節(jié)具3列梳狀櫛,可動指背面突起約18~24個;雄性第一腹肢較粗短,中度彎曲,幾丁質(zhì)長而趨尖,彎曲呈90°,明顯區(qū)別于其他幾種擬相手蟹因此這幾種擬相手蟹可以從它們的螯足形狀包括螯足掌節(jié)背面的梳狀櫛,可動指背面突起數(shù)目,以及雄性第一腹肢的形狀進行區(qū)分(見檢索表)。
基于16S rRNA序列分析表明,5種擬相手蟹的種間遺傳差異達到1.9%~9.3%(表2),種間遺傳差異遠遠大于種內(nèi)遺傳差異(0.2%),許多蟹類16S rRNA基因序列研究表明,種內(nèi)的遺傳差異一般在0.0%~1.0%之間[18—21],其上限為1.5%[22],因此,這5種擬相手蟹的遺傳差異均達到了種間差異。近親擬相手蟹與褶痕擬相手蟹的遺傳差異達4.8%~5.0%,系統(tǒng)發(fā)育樹顯示近親擬相手蟹形成獨立支系再與褶痕擬相手蟹匯聚(圖10),從分子水平上也證實近親擬相手蟹與褶痕擬相手蟹確為不同的物種。系統(tǒng)發(fā)育樹的拓撲結(jié)構(gòu)和較高的置信度,支持斑點擬相手蟹與三櫛擬相手蟹互為姐妹種(二者的遺傳差異為最小值的1.9%),是5種擬相手蟹中最先分化出來的種類,與另外3種擬相手蟹的親緣關(guān)系較遠;P.ungulatum分化時間較近親擬相手蟹和褶痕擬相手蟹早,而近親擬相手蟹與褶痕擬相手蟹分化時間最晚,兩者的親緣關(guān)系較近,致使它們在形態(tài)上有更高的相似度。綜合形態(tài)特征描述與16S rRNA序列分析,形態(tài)和分子證據(jù)均支持這5種擬相手蟹分別作為獨立物種。
由于擬相手蟹種類之間的區(qū)分難度較大,相關(guān)研究較少,致使其在國內(nèi)的種群數(shù)量、分布信息等不清,特別是P.ungulatum的相關(guān)信息以及中國是否有褶痕擬相手蟹的分布等問題,還需要做更廣泛更深入的調(diào)查研究。
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收稿日期:2015-11-12;
修訂日期:2016-03-13。
基金項目:廣西紅樹林保護與利用重點實驗室基金(GKLMC-201205);“紅樹林和海草生態(tài)系統(tǒng)保育與生態(tài)監(jiān)測”特聘專家崗位專項。
作者簡介:楊明柳(1988—),女,廣西壯族自治區(qū)桂林市人,主要從事動物資源保護學研究。E-mail:yangmingliu2010@163.com *通信作者:徐敬明,教授,博士,主要從事蟹類形態(tài)與分子生理生態(tài)研究。E-mail:xjingming@163.com
中圖分類號:Q959.223
文獻標志碼:A
文章編號:0253-4193(2016)08-0062-11
Taxonomic study on the genus Parasesarma based on the morphology characteristics and mtDNA 16S rRNA gene
Yang Mingliu1,Xu Jingming2,Wu Bin1,Yan Bing1
(1.GuangxiKeyLaboratoryforMangroveConservationandUtilization,GuangxiAcademyofSciences,GuangxiMangroveResearchCenter,Beihai536000,China; 2.CollegeofForestryandLifeScience,ChongqingUniversityofArtsandSciences,Yongchuan402168,China)
Abstract:The taxonomy of the genus Parasesarma is one of the most problematic in the Sesarmidae, with their very similar morphology. We compared the morphology characteristics of Parasesarma affine, P. pictum, P. tripectinis, P. ungulatum(from the coast of China) and P. plicatum(from Singapore), and found that these five species could be distinguished from the shape of chelipeds(which included pectinate crest of dorsal surface of palm, the number of dactylar tubercles of the chelipeds)and the male first gonopod. The partial sequences of mitochondrial DNA 16S rRNA gene of these five Parasesarma species were contributed to molecular phylogenetic analysis, and the result showed that the genetic distances was 1.9%~9.3% between interspecies, and had reached the level difference of interspecies; the phylogenetic tree indicated that P. affine and P. plicatum were clustered together and then clustered into a clade with P. ungulatum, P. pictum and P. tripectinis were clustered into a distinct clade. Both of evidence of morphological and molecular data supported that the five Parasesarma species were separate and valid species.
Key words:Parasesarma; morphology characteristics; 16S rRNA gene; taxonomic study
楊明柳,徐敬明,吳斌,等. 基于形態(tài)和16S rRNA基因的擬相手蟹分類研究[J].海洋學報,2016,38(8):62—72, doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2016.08.007
Yang Mingliu,Xu Jingming,Wu Bin, et al. Taxonomic study on the genusParasesarmabased on the morphology characteristics and mtDNA 16S rRNA gene[J]. Haiyang Xuebao,2016,38(8):62—72, doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2016. 08.007