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鳅科分为条鳅亚科、花鳅亚科、沙鳅亚科三大类群,广泛分布于亚洲、欧洲和北非。中国是鳅科物种种类最丰富的国家,在我国的动物区系中占有重要地位。近年来受人类活动的影响,鳅科物种多样性丧失加剧。基于形态学特征的传统分类研究对构建鳅科的分类系统虽起到了重要作用,但同一物种幼体和成体外形可能完全不同,部分种类外形高度相似,甚至同一物种表现出的雌雄差异现象都客观存在,这些给科研工作者利用形态学知识进行物种鉴定工作带来了较大困难。近年来发展起来的DNA条形码分类技术可以快速准确地鉴定物种,能够较好的辅助传统形态学进行物种鉴定。
本研究以鳅科鱼类为研究对象,通过获得中国鳅科鱼类的COI基因条形码数据及重建鳅科鱼类的系统发育关系,来检验鳅科基于COI基因DNA条形码研究的可行性以及探讨COI基因能否为鳅科鱼类提供足够的系统发育信息。本研究共获得534尾鳅科个体的线粒体COI基因序列,沙鳅亚科、条鳅亚科、花鳅亚科分别为131、278和125尾。利用MEGA5.0软件分析了鳅科鱼类的COI基因的序列特征,计算种内及种间遗传距离。分子系统发育关系的重建采用邻接法和贝叶斯法。得出的主要结果如下:
(1)沙鳅亚科COI基因的碱基组成为,A:24.4%;T:29.5%;G:18.0%:C:28.1%。沙鳅亚科鱼类种内平均遗传距离为0.002±0.000,种间平均遗传距离为0.148±0.008。研究结果显示所分析的19物种沙鳅亚科鱼类不同个体各自分别聚成的单系分支,表明COI基因在本研究中具有100%的物种鉴别率。系统发育分析支持沙鳅亚科的沙鳅属、副沙鳅属、中华沙鳅属、薄鳅属和安彦鳅属的单系性,它们聚为两个分支,其中一支由姐妹群关系的薄鳅属和副沙鳅属构成,另一分支则包括((沙鳅属,色鳅属),(中华沙鳅属,(缨须鳅属,安彦鳅属)))。分子钟估算结果显示沙鳅亚科鱼类起源于约36.01Mya,其物种分化开始于31.38Mya。
(2)条鳅亚科中,T、C、A、G碱基平均含量分别为29.6%、27.7%、23.8%、19.0%。条鳅亚科种内平均遗传距离为0.004±0.000,种间平均遗传距离为0.036±0.002。除只有单条序列的物种外,所分析的21种条鳅亚科鱼类不同个体各自分别聚成单系分支。高原鳅属是并系类群,与山鳅属共同形成一个单系类群。南鳅属是并系类群,与条鳅属共同构成单系。
(3)花鳅亚科中,T、C、A、G碱基平均含量分别为31.2%、26.7%、23.6%、18.5%,花鳅亚科的种内平均遗传距离为0.018±0.001,种间平均遗传距离为0.043±0.002。中华花鳅(Cobitissinensis)和泥鳅(Misgurnusanguillicaudatus)均形成复系类群,在泥鳅和中华花鳅中有隐存种的存在。除部分只有单条序列的物种外,所分析的8个物种花鳅亚科鱼类不同个体各自分别聚成的单系分支。由于花鳅亚科存在线粒体基因渗透的现象,花鳅属和泥鳅属均形成复系。