中國泥鰍屬和副泥鰍屬魚類的分類整理

張 慧 王銀肖 楊慧蘭 譚慧敏 陳詠霞

(河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 保定 071002)

泥鰍屬(Misgurnus)、副泥鰍屬(Paramisgurnus)隸屬于鯉形目(Cypriniformes)、鰍科(Cobitidae), 喜棲息于靜水或緩流水底部淤泥中。世界上泥鰍屬魚類有8種, 副泥鰍屬有1種[1]。在中國泥鰍屬分布有3種, 即泥鰍(Misgurnus anguillicaudatus)、黑龍江泥鰍(Misgurnus mohoity)和北方泥鰍(Misgurnus bipartitus)[2,3]。副泥鰍屬有大鱗副泥鰍(Paramisgurnus dabryanus)。歷年來關(guān)于北方泥鰍的有效性以及副泥鰍屬的有效性存在爭議。李雅娟等[4,5]基于微衛(wèi)星標(biāo)記及形態(tài)測量學(xué)分析, 認(rèn)為北方泥鰍為有效種, 且與泥鰍親緣關(guān)系較近, 而與黑龍江泥鰍親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。而Perdices等[6]利用Cytb和Rag1作為分子標(biāo)記對鰍屬(Cobitis)與泥鰍屬的研究中, 認(rèn)為北方泥鰍是黑龍江泥鰍的次定同物異名, 副泥鰍屬為泥鰍屬的次定同屬異名。Yi 等[7]基于形態(tài)測量學(xué)與DNA條形碼對泥鰍屬魚類及其鄰近種的研究中, 認(rèn)為北方泥鰍應(yīng)為有效種。為了理清中國泥鰍屬魚類的物種多樣性以及副泥鰍屬魚類的分類地位, 本研究基于外部形態(tài)特征及內(nèi)部解剖特征, 結(jié)合線粒體基因(Cytb和COⅠ)序列, 對中國的泥鰍屬及副泥鰍屬魚類進(jìn)行了分類整理。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

2017年8—10月, 采用地籠捕撈方式, 采自重慶市豐都縣(29°86′N, 107°69′E)、江西省南昌市(28°89′N, 116°01′E)、廣東省東莞市(23°04′N,113°74′E)、內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市(42°34′N,118°72′E)、河北省易縣(39°43′N, 115°18′E)、河北省雄安新區(qū)(38°87′N, 116°05′E)、湖南省平江縣(29°41′N, 113°13′E)、湖北省通城縣(29°26′N,113°83′E)、遼寧省岫巖縣(40°26′N, 123°31′E)、浙江省杭州市(30°25′N, 119°73′E)、遼寧省鳳城市(40°46′N, 124°06′E)、遼寧省沈陽市(41°72′N,123°31′E)、黑龍江省塔河縣(52°32′N, 124°67′E)及寶清縣(46°34′N, 132°25′E), 共計(jì)96尾, 標(biāo)本浸泡于95%的乙醇中, 于-20℃低溫保存在河北大學(xué)博物館。

1.2 形態(tài)學(xué)分析

常規(guī)方法制作骨骼標(biāo)本, 共解剖標(biāo)本16尾, 其中泥鰍、北方泥鰍及黑龍江泥鰍各3尾, 大鱗副泥鰍7尾。采用數(shù)字游標(biāo)卡尺測量(精確到0.1 mm)了23個可量性狀, 測量方法參照陳詠霞等[8]的方法。使用連接到Leica M205A立體顯微鏡的Leica DFC295數(shù)碼攝像頭拍攝標(biāo)本的腦顱骨骼、鱗片以及口唇結(jié)構(gòu)等形態(tài)特征。

文中使用的英文縮寫: HU (Hebei University,HU), 河北大學(xué)博物館; SL (Standard Length, SL), 體長; HL (Head Length, HL), 頭長; ML (Maximum Likelihood, ML), 最大似然法; BI (Bayesian Inferences, BI), 貝葉斯; sec (Supraethmoid-ethmoid complex), 上篩骨-中篩骨復(fù)合體; pv (Vomer), 梨骨;fr (Frontal), 額骨; pa (Parietal), 頂骨; so (Supraoccipital, 上枕骨; fon (Frontoparietal), 囟門; eo (Exoccipital), 外枕骨; oc (occipital condyle), 枕髁; bo (basioccipital), 基枕骨; ps (Parasptenoid), 副蝶骨。

1.3 DNA的提取、序列擴(kuò)增及測定

采用天根生化科技有限公司生產(chǎn)的細(xì)胞/組織基因組DNA提取試劑盒(離心柱型)提取純化基因組DNA。擴(kuò)增線粒體Cytb的引物為L (5′-GACTT GAAAAACCACCGTTG-3′) 和 H (5′-CTCCGAT CTCCGGATTACAAGAC-3′)[9]。線粒體COⅠ的引物為F (5′-TCAACCAACCACAAAGACATTGGC AC-3′)和R (5′-TAGACTTCTGGGTG GCCAAAG AATCA-3′)。擴(kuò)增體系為: 1.0 μmol/L的正反引物各2 μL, DNA模版2 μL, 2×TaqMaster Mix Loading Dye 25 μL, ddH2O 17 μL。PCR反應(yīng)條件為: 95℃預(yù)變性2min, 95℃變性30s, 55/51℃退火30s, 72℃延伸30s, 循環(huán)35次; 72℃延伸10min, 4℃終止反應(yīng)。PCR產(chǎn)物經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.2%的瓊脂糖凝膠電泳檢測后, 由安徽通用生物系統(tǒng)有限公司進(jìn)行雙向測通。

1.4 基因序列信息及數(shù)據(jù)分析

從GenBank下載泥鰍、北方泥鰍、黑龍江泥鰍、俄羅斯泥鰍(Misgurnus mohoity)及大鱗副泥鰍的同源序列, 其中COⅠ基因18條, Cytb47條(表1和表2)。外類群的選取參考文獻(xiàn)[6], 選取與泥鰍屬親緣關(guān)系較近的潘鰍屬(Pangio)為外類群。使用BioEdit7.2.5軟件進(jìn)行同源序列拼接、排列及手動矯正。利用MEGA5.0[10]軟件對序列進(jìn)行比對, 去除兩端冗余序列。用DnaSP5.10[11]軟件確定序列單倍型, 采用最大似然法(ML)和貝葉斯法(BI)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹, 用jModelTest2.1.4[12]軟件選擇最適合的進(jìn)化模型, 替代模型為GTR+G+I。運(yùn)用RAxML[13]軟件構(gòu)建ML分子系統(tǒng)樹, 用MrBayes3.0軟件[14]構(gòu)建BI分子系統(tǒng)樹。

2 結(jié)果

2.1 中國泥鰍屬(Misgurnus)魚類檢索表

1a.基枕骨末端分叉或愈合不完全; 額骨細(xì)、長; 口角須末端未達(dá)鰓蓋后緣; 鱗片小......................2

1b.基枕骨末端愈合完全; 額骨寬、短; 口角須末端延伸至鰓蓋后緣; 鱗片大................................................................................大鱗副泥鰍M.dabryanus

2a.腹鰭起點(diǎn)與背鰭第2—3根分枝鰭條相對;鱗焦小; 上篩骨-中篩骨復(fù)合體前端尖銳; 梨骨呈蝶形................................................................................3

2b.腹鰭起點(diǎn)與背鰭起點(diǎn)相對或稍后; 鱗焦大;上篩骨—中篩骨復(fù)合體前端鈍圓; 梨骨呈梨形................................................黑龍江泥鰍M.mohoity

3a.須長, 口角須末端延伸至或超過眼前緣; 尾柄短, 雄性, 尾柄長為尾柄高的1.3—1.7倍(平均1.6),雌性為1.2—1.7倍(平均1.6).................................................................泥鰍M.anguillicaudatus

3b.須短, 口角須末端不達(dá)眼前緣; 尾柄長, 雄性, 尾柄長為尾柄高的2.3—3.4倍(平均2.9), 雌性為2.2—3.5倍(平均2.9).................................................................................................北方泥鰍M.bipartitus

泥鰍屬M(fèi)isgurnus Lacépède, 1803

MesomisgurnusFang, 1935, 6(2): 128—146.

UssuriaNikolskii, 1903: 362.

ParamisgurnusDabry de Thiersant, 1872: 191

模式種:Misgurnus fossilisLinnaeus

體延長; 須3對, 其中吻須2對, 口角須1對; 頦葉發(fā)達(dá), 通常呈須狀; 體被細(xì)鱗, 位于皮下, 頭部無鱗。體鱗小, 鱗焦小, 位于基部; 眼間距大于眼徑。腹鰭起點(diǎn)與背鰭起點(diǎn)相對或靠后; 基枕骨末端在背大動脈的腹面分叉或愈合。

泥鰍 Misgurnus anguillicaudatus (Cantor, 1842)(圖1—3)

檢視標(biāo)本: HU1810435、1708195和1708196,3尾(1尾雄性, 2尾雌性), 體長97.8—108.2 mm, 采自重慶市豐都縣名山長江流域; HU1810450、1810452、1810451和1810453, 4尾(2尾雄性, 2尾雌性), 體長66.8—71.4 mm, 采自江西省南昌市贛江; HU1608505、1204021、1204026、1608506和1708244, 5尾(3尾雄性, 2尾雌性), 體長61.4—79.3 mm, 采自廣東省東莞市東莞運(yùn)河。

鑒別特征: 區(qū)別與泥鰍屬其它物種的特征為:體略粗壯, 頦葉發(fā)達(dá), 呈須狀, 內(nèi)頦葉長度約為外頦葉的1/2, 內(nèi)頦葉長度略小于眼徑(圖2A); 須較長,口角須末端延伸至或超過眼后緣; 尾柄短, 雄性尾柄長為尾柄高的1.3—1.7(平均1.6)倍, 雌性為1.2—1.7(平均1.6)倍; 鱗焦極小, 鱗焦直徑小于基部環(huán)片到鱗焦的距離, 具22—24個初生輻射溝(圖2B)。

表1 本研究中用到COⅠ的數(shù)據(jù)來源Tab.1 Source of data for COⅠ used in this study

表2 本研究中用到Cyt b的數(shù)據(jù)來源Tab.2 Source of data for Cyt b used in this study

續(xù)表2

圖1 泥鰍(A.HU1810451 , 66.8 mm; B.HU1810452 ♀,76.5 mm; 采自江西省南昌市；比例尺: A、B=1cm)Fig.1 Misgurnus anguillicaudatus (A.HU1810451 , 66.8 mm;B.HU1810452 ♀, 76.5 mm.China: Nanchang City, Jiangxi Prov.;Scale bars: A, B=1 cm)

圖2 泥鰍(A、B.HU1810451, , 66.8 mm; 采自江西省南昌市.d.鱗焦直徑, r.基部環(huán)片到鱗焦的長度.比例尺: A=1 mm; B=0.1 mm)Fig.2 Misgurnus anguillicaudatus (A, B.HU1810451, , 66.8 mm.China: Nanchang City, Jiangxi Prov.; d.length of scale focal;r.length of base scale ridges to scale focal.Scale bars: A=1 mm;B=0.1 mm)

形態(tài)描述: 測量數(shù)據(jù)見表3。背鰭Ⅳ, 6—8; 臀鰭Ⅲ, 5; 胸鰭I, 8—9, 腹鰭I, 5—6。

骨骼特征: 如圖3所示, 上篩骨-中篩骨復(fù)合體(sec)側(cè)面觀前端延伸, 呈尖銳狀; 梨骨(pv)腹面觀呈蝶形; 額骨(fr)前端細(xì)長, 后端寬、短; 由額骨、頂骨(pa)及上枕骨(so)圍成的囟門(fon)細(xì)、長; 外枕骨(eo)腹后緣未完全覆蓋于枕髁(oc)上方; 副蝶骨(ps)近中央的兩翼側(cè)突前端略寬大, 與縱軸的夾角為較小的鈍角; 基枕骨(bo)末端在背大動脈的腹面分叉。

分布范圍: 在我國除西部高原外,各大水系均有分布。

北方泥鰍 Misgurnus bipartitus (Sauvage &Dabry de Thiersant, 1874)(圖4—6)

檢視標(biāo)本: HU1608613、1609183、1708191、1708149、1608610、1609178、1708190、1708192和1 7 0 8 1 5 0, 9 尾(2 尾 雄 性, 7 尾 雌 性), 體 長54.2—109.5 mm, 采自遼寧省鞍山市岫巖縣大洋河;HU1708178、1708176、1708177、1708181、1609422、1609399、1608601、1608606、1708182、1609403和1609423, 11尾(4尾雄性, 7尾雌性), 體長72.0—128.7 mm, 采自內(nèi)蒙古赤峰, 西遼河上游陰河;HU1806804、1806836和1806825, 3尾(1尾雄性,2尾雌性), 體長85.3—94.8 mm, 采自河北省易縣紫金關(guān)拒馬河。

鑒別特征: 區(qū)別于泥鰍屬其他物種的特征: 體纖細(xì), 頦葉不發(fā)達(dá), 內(nèi)頦葉短小, 呈紐扣狀; 外頦葉略長(圖5A); 須短, 口角須末端不達(dá)眼前緣; 尾柄長, 雄性尾柄長為尾柄高的2.3—3.4(平均2.9)倍, 雌性為2.2—3.5(平均2.9)倍; 鱗焦較小, 鱗焦直徑約等于基部環(huán)片到鱗焦的距離, 具有23—24個初生輻射溝(圖5B)。

形態(tài)描述: 測量數(shù)據(jù)見表4。背鰭Ⅳ, 6; 臀鰭Ⅲ, 5; 胸鰭Ⅰ, 8—9, 腹鰭Ⅰ, 5—6。

骨骼特征: 如圖6所示, 上篩骨-中篩骨復(fù)合體側(cè)面觀前端延伸, 呈尖銳狀; 梨骨腹面觀呈蝶形; 額骨前端細(xì)長, 后端寬、短; 囟門細(xì)、長; 外枕骨腹后緣完全覆蓋于枕髁上方; 副蝶骨的兩翼側(cè)突前端窄小, 與縱軸的夾角近似直角; 基枕骨末端在背大動脈的腹面分叉。

圖3 泥鰍腦顱, 從上到下依次為背面觀、側(cè)面觀、腹面觀Fig.3 Cerebral cranium of Misgurnus anguillicaudatus, from top to bottom, the dorsal view, the lateral view and the ventral view

表3 泥鰍的形態(tài)測量數(shù)據(jù)Tab.3 Morphometric data of Misgurnus anguillicaudatus

圖4 北方泥鰍(A.HU1708176 ♂, 96.5 mm; B.HU1608601 ♀,72.0 mm; 采自內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰.比例尺: A、B=1 cm)Fig.4 Misgurnus bipartitus (A.HU1708176 ♂, 96.5 mm; B.HU1608601 ♀, 72.0 mm.China: Chifeng City, Inner Mongolia.Scale bars: A, B=1 cm)

圖5 北方泥鰍(A、B.HU1708176 ♂, 96.5 mm; 采自內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰.比例尺: A= 1 mm, B= 0.1 mm)Fig.5 Misgurnus bipartitus (A, B.HU1708176 ♂, 96.5 mm.China: Chifeng City, Inner Mongolia.Scale bars: A=1 mm, B=0.1 mm)

分布范圍: 分布于海河以北的大部分水系。

黑龍江泥鰍 Misgurnus mohoity (Dybowski,1869)(圖7—9)

圖6 北方泥鰍腦顱 (從上到下依次為背面觀、側(cè)面觀、腹面觀.比例尺=1 mm)Fig.6 Cerebral cranium of Misgurnus bipartitus (from top to bottom, the dorsal view, the lateral view and the ventral view.Scale bars=1 mm)

檢視標(biāo)本: HU1609381、1708194、1708147、1690385、1609382、1608457、1608388、1608463、1609387、1708160、1708102、1804029、1608385、1708148、1708163、1708159和1609386, 17尾(7尾雄性, 10尾雌性), 體長84.6—152.6 mm, 采自黑龍江塔河縣的呼瑪河; HU1609387、1608453、1708163、1608454、1608462、1608452、1608455、1804032、1804028、1804031、1608456、1608387和1708161,13尾(4尾雄性, 9尾雌性),體長68.9—143.8 mm, 采自黑龍江寶清縣的饒力河。

鑒別特征: 區(qū)別于泥鰍屬其他物種的特征: 體中等, 頦葉略發(fā)達(dá), 呈須狀, 內(nèi)頦葉長度大于眼徑(圖8A); 腹鰭起點(diǎn)與背鰭起點(diǎn)相對或略靠后; 體鱗,鱗焦較大, 鱗焦直徑大于基部環(huán)片至鱗焦的距離,具有28—29個初生輻射溝(圖8B); 梨骨呈梨形; 基枕骨末端在背大動脈的腹面愈合不完全。

形態(tài)描述: 測量數(shù)據(jù)見表5。背鰭Ⅳ, 6; 臀鰭Ⅲ, 5; 胸鰭Ⅲ, 8—10; 腹鰭I, 5—6。

骨骼特征: 如圖9所示, 上篩骨-中篩骨復(fù)合體側(cè)面觀前端短, 未延伸, 呈鈍圓; 梨骨腹面觀呈梨形;額骨前端細(xì)長, 后端寬、短; 囟門細(xì)、長; 外枕骨腹后未覆蓋于枕髁前上方; 副蝶骨的兩翼側(cè)突前端略寬大, 與縱軸的夾角為較大的鈍角; 基枕骨末端在背大動脈的腹面愈合不完全。

表4 北方泥鰍的形態(tài)測量數(shù)據(jù)Tab.4 Morphometric data of Misgurnus bipartitus

續(xù)表4

圖7 黑龍江泥鰍(A.HU1708103 116.4 mm; B.HU1608387♀, 143.8 mm; 采自黑龍江省寶清縣和塔河縣; 比例尺: A、B=1 cm)Fig.7 Misgurnus mohoity (A.HU1708103 , 116.4 mm; B.HU1608387 ♀, 143.8 mm.China: Baoqing and Tahe County,Heilongjiang Prov.; Scale bars: A, B=1 cm)

圖8 黑龍江泥鰍(A、B.HU1608457 , 132.4 mm; 采自黑龍江省寶清縣和塔河縣.比例尺: A=1mm, B=0.1 mm)Fig.8 Misgurnus mohoity (A, B.HU1608457, 132.4 mm.China: Baoqing and Tahe County, Heilongjiang Prov.; Scale bars:A=1 mm, B=0.1 mm)

分布范圍: 分布于黑龍江流域。

大鱗副泥鰍 Misgurnus dabryanus (Dabry de Thiersant, 1872)(圖10—12)

檢視標(biāo)本: HU1810438、1708239、1708238、1810443、1810444、1810445、1810446、1810449、1708240、1810433、1810439、1810447、1800448和1608421, 14尾(9尾雄性, 5尾雌性), 體長54.8—111.4 mm, 采自雄安新區(qū)白洋淀(38°87′N, 116°05′E);HU1608424、1608425和1608423, 3尾(1尾雄性,2尾雌性), 體長79.9—80.4 mm, 采自湖南省岳陽市平江縣湘江; HU1608425、1608423、1608448和1608435, 4尾(1尾雄性, 3尾雌性), 體長79.9—102.1 mm,采自湖北省咸寧市通城陸水; HU1810436、1810437、1810434、1608605、1708151和1609189, 6尾(1尾雄性, 5尾雌性), 體長42.4—107.0 mm, 采自遼寧省鞍山市岫巖縣大洋河。

鑒別特征: 體粗壯, 頦葉發(fā)達(dá), 呈長須狀, 內(nèi)頦葉長度大于眼徑(圖11A); 須長, 口角須末端延伸至鰓蓋后緣; 吻短, 雄性吻長為頭長的26.4%—55.8%(平均34.0%), 雌性為29.8%—41.7%(平均34.6%); 尾柄長, 雄性尾柄長為尾柄高的1.3—1.8(平均1.6)倍,雌性為1.2—2.0(平均1.5)倍; 皮質(zhì)棱發(fā)達(dá); 體鱗大,鱗焦小, 鱗焦直徑小于基部環(huán)片至鱗焦距離的1/2,具有28—30個初生輻射溝(圖11B); 基枕骨末端在背大動脈的腹面愈合完全。

圖9 黑龍江泥鰍腦顱 (從上到下依次為背面觀、側(cè)面觀、腹面觀；比例尺=1 mm)Fig.9 Cerebral cranium of Misgurnus mohoity (from top to bottom, the dorsal view, the lateral view and the ventral view;Scale bars=1 mm)

表5 黑龍江泥鰍的形態(tài)測量數(shù)據(jù)Tab.5 Morphometric data of Misgurnus mohoity

圖10 大鱗副泥鰍(A.HU1810444 , 86.2 mm; B.HU1810448♀, 62.6 mm; 采自河北省安新縣白洋淀.比例尺: A、B=1 cm)Fig.10 Misgurnus dabryanus (A.HU1810444 , 86.2 mm;B.HU1810448 ♀, 62.6 mm.China: Baiyangdian, Hebei Prov.;Scale bars: A, B=1 cm)

形態(tài)描述: 測量數(shù)據(jù)見表6。背鰭Ⅳ, 6—8; 臀鰭Ⅲ, 5; 胸鰭Ⅰ, 9—10, 腹鰭Ⅰ, 5—6。

圖11 大鱗副泥鰍(A、B.HU1810444 , 86.2 mm; 采自河北省安新縣白洋淀.比例尺: A=1 mm, B=0.1 mm)Fig.11 Misgurnus dabryanus (A, B.HU1810444 , 86.2 mm.China: Baiyangdian, Hebei Prov.; Scale bars: A=1 mm, B=0.1 mm)

骨骼特征: 如圖12所示, 上篩骨-中篩骨復(fù)合體側(cè)面觀前端延伸, 呈尖銳狀; 梨骨腹面觀呈梨形; 額骨寬、短, 前端窄于后端; 囟門寬、短, 呈長方形;外枕骨腹后緣未覆蓋于枕髁前上方; 副蝶骨的兩翼側(cè)突前端寬大, 與縱軸的夾角近似直角; 基枕骨末端在背大動脈的腹面末端愈合完全。

圖12 大鱗副泥鰍腦顱(從上到下依次為背面觀、側(cè)面觀、腹面觀；比例尺=1 mm)Fig.12 Cerebral cranium of Misgurnus dabryanus (from top to bottom, the dorsal view, the lateral view and the ventral view;Scale bars=1 mm)

分布范圍: 在我國除西部高原外,各大水系均有分布。

2.2 基于COⅠ與Cyt b基因的系統(tǒng)進(jìn)化分析

將GenBank下載的18條COⅠ序列與實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)一并分析, 共88條, 單倍型44個, 單倍型多樣性Hd=0.9711。COⅠ基因序列長度為632 bp,其中, 保守位點(diǎn)(446)個, 占序列全長的70.6%, 變異位點(diǎn)(V)186個, 占29.4%, 簡約信息位點(diǎn)(Pi)157個, 占24.8%。序列的平均堿基組成為T=32.3, C=26.6,A=23.5, G=17.7, 堿基組成表現(xiàn)出明顯的T偏倚; 轉(zhuǎn)換位點(diǎn)50個, 顛換位點(diǎn)19個, 轉(zhuǎn)換與顛換的比值為(Ts/Tv)2.59?；贙imura雙參數(shù)進(jìn)化模型計(jì)算的遺傳距離顯示, 泥鰍屬和副泥鰍屬屬間遺傳距離為14.4%—18.6%, 泥鰍屬種間遺傳距離10.4%—19.6%;在4個物種中, 泥鰍與北方泥鰍遺傳距離最小, 為10.4%; 泥鰍與黑龍江泥鰍遺傳距離最大, 為19.6%(表7)。基于COⅠ基因構(gòu)建的貝葉斯樹(BI)和最大似然樹(ML)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致(圖13), 泥鰍、北方泥鰍、黑龍江泥鰍及大鱗副泥鰍的個體均以高置信度聚為一枝, 其中泥鰍與北方泥鰍構(gòu)成姐妹群, 再與黑龍江泥鰍聚在一起, 大鱗副泥鰍位于樹的根部。

表6 大鱗副泥鰍的形態(tài)測量數(shù)據(jù)Tab.6 Morphometric data of Misgurnus dabryanus

表7 基于COⅠ基因泥鰍屬種間遺傳距離與種內(nèi)遺傳距離Tab.7 Genetic distance between species of Misgurnus based on the COⅠ gene

Cytb序列共94條, 單倍型80個, 單倍型多樣性Hd=0.9945.Cytb基因序列長度為1113 bp,其中, 保守位點(diǎn)(C)697個, 占序列全長的62.6%, 變異位點(diǎn)(V)416個, 占37.4%, 簡約信息位點(diǎn)(Pi)439個, 占39.4%, 序列的平均堿基組成為T=31.2, C=26.8,A=27.0, G=14.9, 堿基組成表現(xiàn)出明顯的T偏倚; 轉(zhuǎn)換位點(diǎn)92個, 顛換位點(diǎn)32個, 轉(zhuǎn)換與顛換的比值為(Ts/Tv)2.7。基于Kimura雙參數(shù)進(jìn)化模型計(jì)算的遺傳距離顯示, 泥鰍屬和副泥鰍屬屬間遺傳距離為15.4%—19.5%, 泥鰍屬種間遺傳距離為 11.9%—19.3%; 4個物種間, 泥鰍與北方泥鰍的遺傳距離最小, 為11.9%; 泥鰍與大鱗副泥鰍的遺傳距離最大,為19.5%(表8)。基于Cytb基因以及基因聯(lián)合構(gòu)建的貝葉斯樹(BI)和最大似然樹(ML)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致(圖14), 與COⅠ基因進(jìn)化樹不同。泥鰍、北方泥鰍和大鱗副泥鰍親緣關(guān)系近, 黑龍江泥鰍位于樹的基部。

圖13 基于線粒體COⅠ基因構(gòu)建的BI樹和ML樹的合意樹Fig.13 Bayesian tree for Misgurnus inferred from mitochondrial COⅠgene sequences

聯(lián)合Cytb和COⅠ基因計(jì)算泥鰍屬和副泥鰍屬屬間遺傳距離為15.2%—17.5%, 泥鰍屬種間遺傳距離為10.7%—18.4%?；蚵?lián)合基因構(gòu)建的BI樹和ML樹與Cytb基因樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致。

3 討論

3.1 泥鰍屬與副泥鰍屬的分化及屬的有效性

Mary等[15]認(rèn)為屬的主要特性是形態(tài)學(xué)上的獨(dú)特性, 它與其他相似的單元之間存在著一個確定的間斷。陳景星[2]認(rèn)為在骨骼特征及外部形態(tài)特征上, 副泥鰍屬區(qū)別于泥鰍屬魚類的特征為基枕骨末端在背大動脈腹下愈合, 須長, 鱗大, 尾柄皮質(zhì)棱發(fā)達(dá)等。本文研究顯示, 基枕骨末端在背大動脈腹下結(jié)構(gòu)特征從分叉到愈合是一個逐漸演化的過程, 如北方泥鰍和泥鰍基枕骨末端分叉, 黑龍江泥鰍為不完全愈合, 大鱗副泥鰍為完全愈合。同樣, 須的長度也是逐漸延長的過程, 北方泥鰍最短, 其次是黑龍江泥鰍、泥鰍和大鱗副泥鰍。雖然Nalbant[16]認(rèn)為鱗片大小和形狀, 鱗焦大小和位置, 及輻射溝特征等在鰍科不同屬中存在差異, 但在泥鰍屬和副泥鰍屬4個物種中, 鱗片差異屬于種間差異, 如泥鰍和大鱗副泥鰍鱗焦小, 北方泥鰍和黑龍江泥鰍鱗焦大。在鰍科魚類中, 第二性征通常是屬的主要鑒別特征, 如鰍屬(Cobitis)在雄性胸鰭第二根鰭條基部具一骨質(zhì)突起(Lamina circularis); 雙須鰍(Bibarba)在雄性第二和第三根鰭條上具骨質(zhì)突起; 薩瓦納鰍屬(Sabanejewia)在繁殖季節(jié), 體側(cè)垂直膨脹(Vertical swellings)。泥鰍屬和副泥鰍屬第二性征相同,雄性胸鰭第二根鰭條變長變寬, 在繁殖季節(jié), 雄性身體兩側(cè)水平膨脹(Horizontal swellings)。綜上所述, 基于形態(tài)特征副泥鰍屬的有效性并沒有得到很好的支持。

表8 基于Cyt b基因泥鰍屬種間遺傳距離與種內(nèi)遺傳距離Tab.8 Genetic distance between species of Misgurnus based on the Cyt b gene

圖14 基于線粒體基因Cyt b構(gòu)建的貝葉斯和ML的合一系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.14 Bayesian tree for Misgurnus inferred from mitochondrial Cyt b gene sequences

基于分子標(biāo)記分析副泥鰍屬的有效性也沒有得到很好的支持。?lechtová等[17]利用Cytb和Rag1作為分子標(biāo)記否定了副泥鰍屬的有效性。Perdices等[6]利用Cytb和Rag1作為分子標(biāo)記支持這一結(jié)論, 認(rèn)為其為泥鰍屬的次定同屬異名。本研究基于線粒體Cytb和COⅠ基因的分析中, 副泥鰍屬的有效性也沒有得到很好的支持。在遺傳距離上, 副泥鰍屬與泥鰍屬的遺傳距離與泥鰍屬種間距離相似; 在分子進(jìn)化樹中, 副泥鰍屬的進(jìn)化關(guān)系并不穩(wěn)定, 在COⅠ基因樹中, 副泥鰍屬位于樹的根部; 在Cytb基因樹中, 副泥鰍屬嵌套分布于泥鰍屬中。因此,本研究認(rèn)同將副泥鰍屬作為泥鰍屬同屬異名的觀點(diǎn)。

3.2 黑龍江泥鰍與北方泥鰍的鑒定及物種有效性

本研究基于形態(tài)和分子的研究均支持北方泥鰍的有效性。雖然北方泥鰍被多數(shù)學(xué)者否認(rèn)其有效性, 將其認(rèn)為是黑龍江泥鰍的次定同物異名[6]。然而, 在形態(tài)特征上, 北方泥鰍與黑龍江泥鰍的形態(tài)差異最為直觀, 如陳景星[2]、朱松泉[3]和李雅娟等[4]均指出北方泥鰍體細(xì)長、尾柄細(xì)長、背鰭前軀短、須短和尾柄皮質(zhì)棱不發(fā)達(dá)等。本研究認(rèn)為北方泥鰍屬區(qū)別于黑龍江泥鰍還有以下特征: 上篩骨-中篩骨復(fù)合體前端延伸呈尖銳狀; 梨骨呈蝶形;外枕骨腹后緣延長, 覆蓋于枕髁上方; 基枕骨末端在背大動脈腹面分叉; 鱗焦小。易少奎[18]推測黑龍江泥鰍與北方泥鰍是泥鰍屬物種進(jìn)化過程中變化較為迅速的表型。在分子水平上, 北方泥鰍與黑龍江泥鰍的遺傳距離介于18.1%—18.9%, 屬于泥鰍屬種級分化水平; 在系統(tǒng)進(jìn)化上, 北方泥鰍與黑龍江泥鰍處于兩個不同的分支, 且北方泥鰍與泥鰍具有較近的親緣關(guān)系, 與黑龍江泥鰍親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。本文的分子結(jié)果與易少奎[18]的結(jié)論一致, 支持北方泥鰍為有效種。

基于Cytb的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系表明, 分布于日本的泥鰍與北方泥鰍聚為一支, 其遺傳距離為7.0%, 屬于種內(nèi)分化水平, 分布于日本的泥鰍應(yīng)為北方泥鰍。我國的黑龍江泥鰍與分布于俄羅斯部分俄羅斯泥鰍(JN858864、JN858861、JN858868、JN 858866、JN858867和JN858870)以高置信度(BI=1.00, ML=96%)聚為一支, 其遺傳距離為11.9%,屬于種間分化水平。Perdices等[6]曾認(rèn)為俄羅斯泥鰍應(yīng)為兩個物種, 本研究支持其觀點(diǎn), Perdices所分析的材料包含2個物種: 俄羅斯泥鰍與黑龍江泥鰍。