黃平倩, 汪帆, 魯航, 榮鵬, 肖祥寅, 張方, 黃松, 吳孝兵, 李冰欣 , 陳進(jìn)民
(安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,重要生物資源保護(hù)與利用研究安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 蕪湖 241000)
肥螈屬PachytritonBoulenger, 1878 隸屬兩棲綱Amphibian有尾目Caudata蠑螈科Salamandridae,是中國(guó)的特有類群,主要分布于我國(guó)長(zhǎng)江以南的亞熱帶地區(qū),包括浙江、江西、福建、安徽、湖南、廣東、廣西和貴州等,棲息于山區(qū)森林溪流中(中國(guó)兩棲類,2022)。目前,肥螈屬已知10 種,除秉志肥螈P. granulosus和黑斑肥螈P. brevipes外,其他8 種均為近10 余年發(fā)表的新物種(Liet al.,2018;Frost,2022;中國(guó)兩棲類,2022)。
安徽省的肥螈屬目前已知費(fèi)氏肥螈P. feii1種(Frost,2022;中國(guó)兩棲類,2022),其是2011 年根據(jù)安徽黃山標(biāo)本命名的新物種,目前分布于安徽南部及其相鄰的江西東北部地區(qū)(Nishikawaet al.,2011;Wu & Murphy,2015)。本研究在安徽省黃山市休寧縣馬金嶺自然保護(hù)區(qū)發(fā)現(xiàn)秉志肥螈,為安徽省兩棲類新記錄,此次發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步探討肥螈屬同域物種分化提供了素材。此外,本研究將秉志肥螈的分布區(qū)域拓展至白際山脈,為肥螈屬的生物地理學(xué)研究提供了基礎(chǔ)資料,對(duì)皖南及其周邊地區(qū)生物區(qū)系與地質(zhì)史研究具有重要意義。
6 號(hào)肥螈標(biāo)本(3♂3♀)于2022 年7—8 月采自安徽省黃山市休寧縣馬金嶺自然保護(hù)區(qū)(118°18′28.42″E,29°31′56.33″N,海拔445 m)。經(jīng)安樂(lè)死后,取肝臟組織保存于95%乙醇溶液中;整體標(biāo)本以10%甲醛溶液固定后,清水沖洗,75%乙醇溶液保存。標(biāo)本及組織樣品現(xiàn)均保存于安徽師范大學(xué)(ANU)。
形態(tài)測(cè)量指標(biāo)和外部形態(tài)描述主要參考費(fèi)梁等(2012)、Wu 等(2012)、Yuan 等(2016)、Li 等(2018)的方法。用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量標(biāo)本的24個(gè)形態(tài)指標(biāo)(精度0.1 mm):頭體長(zhǎng)、尾長(zhǎng)、頭長(zhǎng)、頭寬、頭高、吻長(zhǎng)、眼徑、眼間距、鼻眼距、鼻間距、肩寬、前肢長(zhǎng)、后肢長(zhǎng)、尾寬、尾高、第一指長(zhǎng)、第二指長(zhǎng)、第三指長(zhǎng)、第四指長(zhǎng)、第一趾長(zhǎng)、第二趾長(zhǎng)、第三趾長(zhǎng)、第四趾長(zhǎng)和第五趾長(zhǎng)。
使用常規(guī)酚/氯仿抽提法(Sambrooket al.,1989)提取樣品基因組DNA 后,?20 ℃保存?zhèn)溆谩⒄誛u 等(2010)的方法進(jìn)行cyt b基因片段的PCR 擴(kuò)增和測(cè)序。PCR 反應(yīng)體系為25 μL,反應(yīng)程序:94 ℃ 2 min;94 ℃ 30 s,52 ℃ 45 s,72 ℃ 90 s,35 個(gè)循環(huán);72 ℃ 5 min。PCR 產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后,送安徽通用有限公司雙向測(cè)序。
使用DNASTAR LASERGENE 7.0(Burland,2000)的SeqMan 對(duì)測(cè)序獲得的雙向序列峰圖進(jìn)行正反鏈互補(bǔ)和人工校對(duì)。將獲得的新序列在Gen?Bank上進(jìn)行BLAST 分析,然后搜索序列同源性,確保新獲得的序列是目標(biāo)DNA 片段。確認(rèn)后在Gen?Bank 中下載肥螈屬所有物種cyt b基因的代表序列,并以東方蠑螈Cynops orientalis和棕黑疣螈Tylototriton verrucosus為外群(表1),使用MEGA 7(Kumaret al.,2016)比對(duì)序列。使用貝葉斯法(BI 法)和最大似然法(ML 法)同時(shí)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。利用JModelTest 0.1.1(Posada,2008)基于AIC標(biāo)準(zhǔn)選擇最適核苷酸替代模型。運(yùn)用MRBAYES 3.2(Ronquist & Huelsenbeck,2003)構(gòu)建BI 系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),共運(yùn)行2 000 萬(wàn)代,每1 000 代進(jìn)行1 次抽樣。通過(guò)Tracer 1.7(Rambautet al.,2018)中的有效樣本量判斷結(jié)果是否收斂?;谑諗康那闆r,舍棄前25% 代數(shù)。運(yùn)用RaxML(Stamatakis & Hoover,2008)構(gòu)建ML 系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),進(jìn)行1 000 bootstrap 重抽樣分析。肥螈屬物種間的遺傳距離采用MEGA 7基于P-distances距離模型進(jìn)行計(jì)算。
表1 樣品信息表Table 1 Information of samples used in this study
標(biāo)本經(jīng)形態(tài)測(cè)量(表2)和檢視,均符合秉志肥螈的鑒定特征。體型肥壯;頭呈橢圓形、扁平,側(cè)面無(wú)棱脊,頭寬小于頭長(zhǎng);吻部較長(zhǎng),端圓;鼻孔小且距離吻端極近,吻長(zhǎng)大于鼻間距、鼻眼距;咽喉部有縱褶膚,頸部有明顯的褶皺;唇褶發(fā)達(dá),上下頷有細(xì)齒,犁骨齒列呈“Λ”形,枕部有“V”形隆起,但不明顯。皮膚光滑,軀干至尾基部呈圓柱狀;背腹略扁平,脊背部位沒(méi)有隆起而略成縱溝;肋溝11 條左右,部分個(gè)體身體兩側(cè)有細(xì)的橫皺紋,腹部有橫皺溝。
表2 安徽馬金嶺自然保護(hù)區(qū)的秉志肥螈標(biāo)本的形態(tài)量度Table 2 Measurements of Pachytriton granulosus collected from the Majinling Nature Reserve, Anhui
頭體、四肢背面褐色,無(wú)黑色斑點(diǎn);頭體腹面橘紅色,有少數(shù)不規(guī)則的褐色短紋或呈蠕蟲(chóng)狀斑;四肢腹面、肛孔,以及尾巴下緣、尾巴腹面橘紅色(圖1)。尾基部寬厚,后半段逐漸側(cè)扁,末端呈鈍圓狀,尾部有細(xì)的橫皺紋,尾背鰭?cǎi)捱_(dá)體背前方;雄性肛部有明顯隆起,肛孔縱長(zhǎng),內(nèi)壁有乳突;雌性肛部隆起不顯著,肛孔較短,內(nèi)壁無(wú)乳突。四肢粗短,前肢比后肢短且細(xì)。指長(zhǎng)順序?yàn)?>2>4>1,第一指較其他指短小;趾長(zhǎng)順序?yàn)?>4>2>5>1,第一趾和第五趾較其他趾短??;指趾末端均具緣膜,無(wú)角質(zhì)鞘(圖2)。
圖1 安徽馬金嶺自然保護(hù)區(qū)的秉志肥螈活體照Fig. 1 Pachytriton granulosus from Majinling Nature Reserve, Anhui
圖2 安徽馬金嶺自然保護(hù)區(qū)的秉志肥螈手(a、 c)與足(b、 d)形態(tài)(標(biāo)本號(hào):ANU000501)Fig. 2 Hand (a, c) and foot (b, d) of Pachytriton granulosus (voucher No. ANU000501)from the Majinling Nature Reserve, Anhui
cyt b基因序列長(zhǎng)1 107 bp?;贐I法和ML法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本一致(圖3)。本次采自安徽省黃山市休寧縣馬金嶺自然保護(hù)區(qū)的6號(hào)標(biāo)本屬于同一個(gè)譜系,與秉志肥螈的樣本聚為一支,且得到支持(BPP>95%;BS>70%),該譜系還包括浙江安吉龍王山、浙江臺(tái)州市天臺(tái)山、浙江寧海西天目山和浙江淳安金紫尖種群。此外,基于P?distance距離模型計(jì)算的肥螈屬的遺傳距離顯示,采自安徽黃山馬金嶺自然保護(hù)區(qū)的肥螈標(biāo)本與秉志肥螈的遺傳距離最近,與來(lái)自浙江寧海西天目山的遺傳距離只有0.1%(表3),分子系統(tǒng)學(xué)結(jié)果支持采自安徽省黃山市休寧縣馬金嶺自然保護(hù)區(qū)的6號(hào)標(biāo)本均為秉志肥螈。
圖3 基于線粒體cyt b基因序列構(gòu)建的肥螈屬貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig. 3 Bayesian inference phylogenetic tree of the genus Pachytriton based on mitochondrial cyt b gene
表3 基于線粒體cyt b基因的肥螈屬物種間遺傳距離Table 3 Genetic distance among Pachytriton species based on mitochondrial cyt b gene
本次采集到的秉志肥螈標(biāo)本分布在安徽省黃山市休寧縣馬金嶺自然保護(hù)區(qū)海拔445 m 瀑布下的深水潭里。深潭水流較緩,水質(zhì)清澈見(jiàn)底,水底多為落葉、石塊、泥沙等。水潭分布有小魚、水生無(wú)脊椎動(dòng)物等小型動(dòng)物。與其同域分布的兩棲類有棘胸蛙Quasipaa spinosa、黃山角蟾Boulenophrys huangshanensis、天目臭蛙Odorrana tianmuii等。植被和水體均保存較好,人為破壞程度較小。
本文結(jié)合形態(tài)和分子證據(jù)揭示了安徽省兩棲類新記錄種:秉志肥螈,加上之前記錄的費(fèi)氏肥螈,目前安徽省記錄有2 種肥螈屬物種。形態(tài)上,費(fèi)氏肥螈和秉志肥螈的主要區(qū)別在體長(zhǎng)、腹面顏色和斑紋等(Nishikawaet al.,2011;費(fèi)梁等,2012)。在分子系統(tǒng)發(fā)育上,秉志肥螈與費(fèi)氏肥螈存在明顯的遺傳分化,證實(shí)了其形態(tài)學(xué)的鑒定。
本研究提示肥螈屬的物種分布格局值得進(jìn)一步研究,安徽省肥螈屬物種的分布情況有待厘清。秉志肥螈和費(fèi)氏肥螈可能存在同域共存現(xiàn)象。本研究發(fā)現(xiàn),秉志肥螈分布區(qū)之前記錄的是費(fèi)氏肥螈(Wu & Murphy,2015;中國(guó)兩棲類,2022),這2個(gè)物種對(duì)棲息環(huán)境需求相似,是否存在同域物種分化及其進(jìn)化機(jī)制是未來(lái)的研究方向。
本次發(fā)現(xiàn)將秉志肥螈的分布區(qū)域拓展至白際山脈,為肥螈屬的生物地理學(xué)研究提供了重要基礎(chǔ)資料。秉志肥螈歷史記錄分布于浙江和福建山區(qū)(費(fèi)梁等,2012;Wu & Murphy,2015)。肥螈屬的物種分布格局與山脈水系變遷有著緊密的聯(lián)系,本發(fā)現(xiàn)對(duì)于皖南及其周邊地區(qū)生物區(qū)系與地質(zhì)史研究具有重要意義。