圍胸總目、短尾次目(甲殼動(dòng)物亞門)DNA條形碼研究.pdf

1、分類學(xué)是生物學(xué)研究的基礎(chǔ)，但發(fā)展相對(duì)較慢，上世紀(jì)80年代之前，分類學(xué)界主要還是依據(jù)物種的形態(tài)特征進(jìn)行分類，但是由于趨同進(jìn)化，趨異進(jìn)化，幼體形態(tài)難以捕捉，自然因素導(dǎo)致的形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)難以描述等因素，給基于形態(tài)特征的分類學(xué)帶來了弊端。80年代之后，分子分類學(xué)飛速發(fā)展，2000年，DNA分類應(yīng)用而生，近十幾年，已有各個(gè)領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)DNA分類展開探索，取得了喜人的成果.Heber的分類閾值，即種內(nèi)小于2％，種間大于10％也為分子分類學(xué)界認(rèn)可。甲殼類動(dòng)

2、物多樣性極高，而且包括很多的經(jīng)濟(jì)類動(dòng)物，比如蝦蟹等等；還包括一些污損生物，比如藤壺類。本文的研究將使甲殼類系統(tǒng)分類更加完善，為甲殼類DNA條形碼數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)支持，且給一些地區(qū)和人員帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。本文共采集甲殼動(dòng)物標(biāo)本89個(gè)，其中包括藤壺總目48個(gè)，短尾次目41個(gè)，經(jīng)中科院海洋研究所專家任先秋研究員、蔣維博士形態(tài)鑒定后，全部存于中國(guó)科學(xué)院海洋生物標(biāo)本館。本文主要工作分兩部分：
　　 (1)圍胸總目隸屬于甲殼綱鞘甲下綱，是甲

3、殼綱中最低等的物種，它們生活在潮間帶，外形奇特，曾一度被認(rèn)為屬于雙殼類，物種之間常常由于海水泥沙的沖刷，形態(tài)不可辨認(rèn)。本文利用DNA分子作為分類手段測(cè)定了藤壺科3亞科的多個(gè)代表種的線粒體基因COI，16S和12S的部分序列，結(jié)合GenBank中藤壺科其它物種的12S，28S和18S等基因序列，比較了不同基因片段作為鑒別藤壺科物種的條形碼的可行性和有效性，并聯(lián)合16S和12S序列初步分析了藤壺科各亞科之間的一些親緣關(guān)系。研究結(jié)果表明：CO

4、I基因的種間和種內(nèi)遺傳距離有明顯的間隔區(qū)，COI最小種間距離為0.122，遠(yuǎn)大于最大種內(nèi)距離0.023，而16S基因的種間與種內(nèi)距離存在覆蓋，最小種間距離為0.018，小于最大種內(nèi)距離0.023，因此表明了，線粒體基因COI能更準(zhǔn)確地鑒定藤壺科種間以及種內(nèi)關(guān)系，并得出閾值為種內(nèi)差異小于0.023，種間差異大于0.1。同時(shí)ML和BI系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果基本一致，支持4亞科的分類系統(tǒng)；巨藤壺亞科形成明顯單系群，支持率很高，而兩種紋藤壺和管藤壺聚

5、成一枝，形成一個(gè)單系，本結(jié)果支持Newman&Ross(1976)的假說，即紋藤壺屬和管藤壺屬應(yīng)合并。
　　 (2)短尾次目隸屬于甲殼綱十足目，是甲殼綱中最高等的物種，生活在潮間帶，短尾次目是甲殼類系統(tǒng)發(fā)育上最進(jìn)化，多樣性最高的類群，個(gè)體形態(tài)常常發(fā)生趨同進(jìn)化、趨異進(jìn)化，使其系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系到目前仍然是錯(cuò)綜復(fù)雜，基于形態(tài)特征的分類工作難以進(jìn)行，本文利用DNA信息作為分類手段測(cè)定了短尾次目5總科的代表物種的線粒體COI基因的部分序列，初

6、步分析了短尾次目各科之間的一些親緣關(guān)系，結(jié)果表明，BI樹，NJ樹，MP樹結(jié)果基本一致顯示5總科的分類系統(tǒng)與現(xiàn)行的形態(tài)學(xué)分類系統(tǒng)一致；除了幾個(gè)個(gè)別物種，短尾類屬內(nèi)種間的遺傳距離最小10.1％，大于10％，而種內(nèi)遺傳距離最大1.2％，小于2％，且種間與種內(nèi)的遺傳差異形成一個(gè)明顯間隔，證明了DNA分類同樣適用于甲殼綱中多樣性較高的類群，同時(shí)也表明Hebert關(guān)于DNA條形碼分類的閾值同樣適用于甲殼綱短尾類；根據(jù)種內(nèi)種間遺傳距離的計(jì)算和系統(tǒng)樹的

7、構(gòu)建發(fā)現(xiàn)三斑強(qiáng)蟹Eucrate tripunctata Campbell種內(nèi)存在隱存種。來自海南臨高的標(biāo)本與來自廣西的標(biāo)本聚在一枝，而來自廣西的另外4個(gè)標(biāo)本聚為一枝，兩枝均有較高支持率，且兩枝物種之間的遺傳差異高達(dá)8.9％，而每枝的姐妹種之間的遺傳差異只有0，而海南臨高海域與廣西北海海域均屬于同一海域區(qū)系北部灣區(qū)系，排除了趨異進(jìn)化的可能，即本結(jié)果揭示出三斑強(qiáng)蟹種內(nèi)存有隱存種；基于COI基因構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，MP、NJ、BI三棵樹均顯示相手

8、蟹科物種雙齒近相手蟹Perisesarma bidens與方蟹總科中的側(cè)足厚蟹聚為一枝，且遺傳距離為0.133，而與沙蟹總科的相關(guān)物種的遺傳距離均大于0.2，雙齒近相手蟹與方蟹總科的親緣關(guān)系較之沙蟹總科更近，故本文支持Martin和Davis(2001)和Ng(2008)將相手蟹科歸于方蟹總科下的觀點(diǎn)；而BI樹和NJ樹中顯示，濃毛擬閉口蟹Paracleistostoma crassipilum與方蟹總科的物種聚為一枝，與沙蟹總科中其他類

9、群的平均遺傳距離均大于與方蟹總科中其他類群的平均遺傳距離，支持毛開云(2010)的觀點(diǎn)，即認(rèn)為該種屬于方蟹科和尚蟹屬的短指和尚蟹Mixtyris brevidactylus在BI樹中與方蟹總科的各類群聚在一起，置信度達(dá)到0.80，而在平均遺傳距離的分析中，和尚蟹科與方蟹總科和沙蟹總科的遺傳差異相當(dāng)，而三棵樹中只有BI樹支持和尚蟹歸屬于方蟹總科，其余兩棵樹均顯示和尚蟹自成單系，想要徹底搞清楚和尚蟹科到底應(yīng)該歸屬于方蟹總科還是沙蟹總科還需要