中國(guó)北方沿海竿蝦虎魚(yú)(Luciogobius guttatus)隱存多樣性與群體歷史動(dòng)態(tài)*

鄧穎達(dá) 薛東秀 劉進(jìn)賢

(1. 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青島 266071; 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049;3. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)功能實(shí)驗(yàn)室 青島 266071)

由于地理隔離造成的基因交流限制和環(huán)境變化帶來(lái)的選擇壓力, 在近緣物種或種內(nèi)譜系間, 分子水平的顯著分化可能先于其形態(tài)學(xué)差異而發(fā)生。然而,這些從形態(tài)學(xué)無(wú)法或難以區(qū)分的隱存單元可能預(yù)示著新物種的形成。線粒體DNA是海洋魚(yú)類(lèi)系統(tǒng)發(fā)育研究中常用的一種分子標(biāo)記。由于其突變速率較高,且在脊椎動(dòng)物中單親遺傳、極少發(fā)生同源重組, 故線粒體 DNA多態(tài)性位點(diǎn)豐富且連續(xù), 對(duì)歷史環(huán)境變化響應(yīng)迅速, 在近緣?mèng)~類(lèi)物種間具有較高的解析度。竿蝦虎魚(yú)屬(Luciogobius)是蝦虎魚(yú)科(Gobiidae)、擬蝦虎魚(yú)亞科(Gobionellinae)中的一個(gè)特化屬, 已知分布于中、日、韓沿海(伍漢霖等, 2008)。早在1932年, 我國(guó)學(xué)者Chen Johnson(1932)首先報(bào)道了竿蝦虎魚(yú)屬在我國(guó)沿海的分布記錄, 并從形態(tài)學(xué)角度對(duì)其分類(lèi)地位作出初步探討。竿蝦虎魚(yú)屬物種成體的第一背鰭完全退化消失, 無(wú)鱗, 側(cè)線系統(tǒng)退化, 且脊椎數(shù)目增加以致軀干延長(zhǎng)(伍漢霖等, 2008; Yamada et al, 2009),使得本屬?gòu)男螒B(tài)上容易與其它屬相互區(qū)分。但在本屬內(nèi)部的譜系甚至物種之間, 由于棲息地適應(yīng)性的趨同進(jìn)化, 從形態(tài)上難以有效進(jìn)行分類(lèi)。線粒體是細(xì)胞能量代謝的主要場(chǎng)所, 對(duì)于從寒溫帶到亞熱帶廣泛分布的竿蝦虎魚(yú)屬而言, 更新世東亞沿海氣候和地理環(huán)境的變化可能在其線粒體DNA中留下了深刻的印跡; 尤其在形態(tài)分類(lèi)不一致的情況下, 線粒體DNA標(biāo)記有助于揭示竿蝦虎魚(yú)屬物種的隱存多樣性,從而促進(jìn)明確一致的系統(tǒng)分類(lèi), 并反演群體的近期歷史動(dòng)態(tài)。

竿蝦虎魚(yú)(Luciogobius guttatus)是竿蝦虎魚(yú)屬的常見(jiàn)種之一。竿蝦虎魚(yú)一齡魚(yú)即性成熟, 懷卵量370—1542粒, 冬季產(chǎn)卵; 二齡魚(yú)體長(zhǎng) 4—6cm(伍漢霖等, 2008), 是一種底內(nèi)生活型(infaunal)的蝦虎魚(yú);加之其成體常棲息于暖水潮間帶礫石之下, 捕食底棲無(wú)脊椎動(dòng)物, 生殖季節(jié)時(shí)雄性個(gè)體在石下筑巢護(hù)卵, 故竿蝦虎魚(yú)亦是一種生態(tài)功能相對(duì)獨(dú)立且遷移能力較弱的潮間帶捕食者, 可能會(huì)通過(guò)下行控制效應(yīng)和生物擾動(dòng)效應(yīng)影響其棲息地底棲生物群落的物種多樣性。日本學(xué)者M(jìn)ukai等(2004)從分子層面(線粒體16S rRNA)報(bào)道了竿蝦虎魚(yú)(L. guttatus)在日本沿海的譜系組成和地理分布, 發(fā)現(xiàn)竿蝦虎魚(yú)種內(nèi)存在三個(gè)譜系。此后, 這一結(jié)果被Yamada等(2009)用核基因外顯子和線粒體DNA標(biāo)記(cytb)進(jìn)一步證實(shí)。但這三個(gè)譜系在本屬的線粒體基因樹(shù)上并不總為單系群,且其中一個(gè)分布較廣并且最先形成的譜系(根據(jù)Yamada等(2009)的命名, 為A譜系)與另外兩個(gè)譜系(B和C)的遺傳距離(P-distance)在cytb上都超過(guò)了2%的 DNA條形碼種級(jí)經(jīng)驗(yàn)閾值(Avise et al, 1999;Hebert et al, 2003)。然而, 我國(guó)分布的竿蝦虎魚(yú)隱存多樣性的研究仍未見(jiàn)報(bào)道。為查明中國(guó)沿海竿蝦虎魚(yú)的譜系組成, 并深入比較譜系間歷史動(dòng)態(tài)差異, 我們根據(jù)《中國(guó)動(dòng)物志·硬骨魚(yú)綱·鱸形目·蝦虎魚(yú)亞目》的記載, 采集了竿蝦虎魚(yú)在我國(guó)北方沿海的群體樣本,選用兩個(gè)線粒體 DNA片段(cytb 和控制區(qū) mcr), 和一個(gè)核基因外顯子(鈣離子通道蛋白腦亞型, 亦即：蘭尼堿受體 3, ryr3)為分子標(biāo)記, 并結(jié)合已發(fā)表的日本群體的基因序列, 對(duì)我國(guó)北方沿海竿蝦虎魚(yú)的隱存多樣性與群體歷史動(dòng)態(tài)進(jìn)行了初步研究。研究結(jié)果將加深對(duì)我國(guó)海岸帶魚(yú)類(lèi)多樣性的認(rèn)識(shí), 并為我國(guó)沿海竿蝦虎魚(yú)的保護(hù)提供分子依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

于2013—2015年共在我國(guó)北方沿海10個(gè)位點(diǎn)采集到 125條竿蝦虎魚(yú)個(gè)體(圖 1)。所有個(gè)體均是退潮時(shí)在潮間帶手工捕捉采集, 活體帶回實(shí)驗(yàn)室, 無(wú)水乙醇保存?zhèn)溆谩Ｆ渲? 2013年采樣點(diǎn)為： 青島市匯泉灣(HQ,4月, 12個(gè)個(gè)體)、石老人海水浴場(chǎng)(SLR, 8月, 8個(gè)個(gè)體)、嶗山仰口(LS, 6月, 12個(gè)個(gè)體); 2014年10月采樣點(diǎn)為：榮成俚島(RC, 11個(gè)個(gè)體)、大連黑石礁(DL, 21個(gè)個(gè)體);2015年4月青島采樣點(diǎn)： 匯泉灣(12個(gè)個(gè)體)、石老人海水浴場(chǎng)(12個(gè)個(gè)體)、唐島灣(td, 5個(gè)個(gè)體)、金沙灘(js, 7個(gè)個(gè)體)、棧橋(zq, 8個(gè)個(gè)體)、第三海水浴場(chǎng)(sy, 9個(gè)個(gè)體)、麥島(md, 8個(gè)個(gè)體)。

圖1 竿蝦虎魚(yú)譜系的已知分布格局Fig.1 Distribution of lineages of L. guttatus

1.2 DNA提取

剪取鰭條組織提取總 DNA, 提取過(guò)程按照苯酚-氯仿-異戊醇法(Sambrook et al, 1989)進(jìn)行。所提取的總DNA溶于TE溶液, -20°C保存。

1.3 PCR擴(kuò)增

使用已發(fā)表的引物及自主設(shè)計(jì)的引物(表 1)進(jìn)行目標(biāo)DNA片段的PCR擴(kuò)增, 具體PCR反應(yīng)體系為：2×PCR-mix (東盛)12.5μL, H2O 9.5μL, 正反向引物各1μL(濃度 0.1mmol/L), 模板總 DNA 1μL, 共 25μL;PCR反應(yīng)程序?yàn)椋?94°C預(yù)變性10min, 94°C變性1min,退火1min (溫度見(jiàn)表1), 72°C延伸1min; 循環(huán)35次;然后在72°C終末延伸10min。

1.4 序列測(cè)定

采自2013—2014年的樣本至少在一個(gè)基因標(biāo)記上被測(cè)序(表 2), 各片段皆為雙向測(cè)序。2015年采自匯泉灣和石老人海水浴場(chǎng)的樣本僅測(cè)定了控制區(qū)mcr片段序列。測(cè)序由上海英濰捷基公司完成。2015年采自唐島灣、金沙灘、棧橋、第三海水浴場(chǎng)以及麥島的樣本僅通過(guò)一對(duì)譜系特異性引物(fDloopThrF和LgCA, 引物L(fēng)gCA根據(jù)mcr中的一處長(zhǎng)20bp的譜系C特異性插入序列自主設(shè)計(jì))用PCR-瓊脂糖凝膠電泳方法檢查其是否屬于譜系C。

表1 本研究使用引物及其來(lái)源、用途、退火溫度和序列Tab.1 Source, application, annealing temperature, and sequence of primers used in this study

表2 測(cè)序群體在每個(gè)標(biāo)記上的測(cè)序個(gè)體數(shù)Tab.2 The number of individuals sequenced at each marker per population

1.5 序列比對(duì)

使用DNAStar軟件包中的SeqMan程序查看測(cè)序峰圖, 除去引物區(qū), 舍棄雙峰區(qū)段并對(duì)稀有變異位點(diǎn)逐個(gè)檢查。在MegAlign程序中用ClustalV算法進(jìn)行初步比對(duì), 結(jié)果保存為paup文件, 后者再經(jīng)DNASP軟件轉(zhuǎn)為fasta文件。在MEGA5(Tamumraet al, 2011)中對(duì) fasta格式的序列進(jìn)行再次比對(duì)后, 根據(jù)日本學(xué)者已發(fā)表的同源序列, 對(duì)標(biāo)記cytb和ryr3截至相同長(zhǎng)度用于后續(xù)分析; 對(duì)線粒體控制區(qū)mcr保留測(cè)序全長(zhǎng)?？紤]到不同標(biāo)記的突變速率、堿基替代模型和選擇壓力可能存在差異, 我們沒(méi)有把不同標(biāo)記拼接成聯(lián)合片段。本研究所提交序列的 GenBank登錄號(hào)為KT598738-KT598761(ryr3), KT598808-KT598860(cytb),KT598970-KT599022(mcr); 本研究引用序列登錄號(hào)為AB503858-AB504047(cytb), AB504202-AB504232(ryr3), KF486456-KF486460(ryr3)。

1.6 系統(tǒng)發(fā)育分析

首先基于最大似然法(ML method), 對(duì) 2013—2014年測(cè)序所獲得的所有竿蝦虎魚(yú)的cytb片段和ryr3片段, 在MEGA5(Tamumraet al, 2011)中篩選最佳堿基替代模型(BIC信息標(biāo)準(zhǔn)值最低)并構(gòu)建最大似然樹(shù), 自舉1000次。另外, 分別基于cytb和ryr3兩個(gè)基因片段, 應(yīng)用Beast程序(Drummondet al, 2012)中的貝葉斯方法(同時(shí)考慮遺傳距離、替代模型和堿基順序)并加入外群物種(Yamadaet al, 2009), 構(gòu)建了貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。突變速率設(shè)為正態(tài)分布, 其均值在cytb為2.7%每堿基每百萬(wàn)年(Yamadaet al, 2009),ryr3的突變均速按總體P遺傳距離在兩個(gè)標(biāo)記間的比例設(shè)定; 其標(biāo)準(zhǔn)差的設(shè)定保證 95%可能的突變速率落入 0.1%—10%每堿基每百萬(wàn)年的取值區(qū)間內(nèi); 各標(biāo)記的突變模型與相應(yīng)最大似然樹(shù)所用模型相同;馬爾科夫鏈長(zhǎng)200萬(wàn)代, 采用Speciation： Yule Process假設(shè), 每 1000代建立一棵系統(tǒng)發(fā)育樹(shù); 舍棄前 10%后將所有分枝平均后驗(yàn)概率最高者選出, 在 FigTree中顯示最后所得樹(shù)形圖(貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹(shù))。

1.7 群體分化與歷史動(dòng)態(tài)分析

針對(duì)單一譜系 A 或 C, 在群體分化方面, 應(yīng)用DNASP軟件(Libradoet al, 2009)比較各分子標(biāo)記的多態(tài)性(核苷酸多態(tài)度、多態(tài)位點(diǎn)數(shù)目、單倍型數(shù)目);通過(guò)Arlequin3.5軟件(Excoffieret al, 2010)計(jì)算cytb和mcr基因片段所揭示的群體間遺傳分化指數(shù)FST及其顯著性概率P值。另外, 為比較中日大群體(所有中國(guó)沿海單倍型和所有日本沿海單倍型)間的遺傳分化, 亦應(yīng)用 Arlequin3.5軟件構(gòu)建竿蝦虎魚(yú)譜系間的單倍型最小進(jìn)化網(wǎng)絡(luò)圖。最后, 應(yīng)用 Beast軟件包中的Tracer程序, 選擇與本文系統(tǒng)發(fā)育分析同樣的突變速率分布和堿基替代模型, 但采用 Coalescent：Bayesian Skyline假設(shè)與linear stepwise溯祖模型, 對(duì)每個(gè)譜系進(jìn)行了有效種群大小的歷史動(dòng)態(tài)反演, 其結(jié)果以Bayesian skyline plots(BSP)方式呈現(xiàn)。

此外, 為探討竿蝦虎魚(yú)譜系 A中群體內(nèi)的遺傳變異是否在時(shí)間上具有穩(wěn)定性, 我們對(duì)所獲得的匯泉灣和石老人海水浴場(chǎng)的2013年群體樣本和2015年群體樣本的 mcr基因片段序列進(jìn)行比對(duì)分析, 應(yīng)用MEGA5軟件構(gòu)建ML進(jìn)化樹(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 DNA分子標(biāo)記多態(tài)性比較

在本研究中, 所獲得的cytb的608bp片段中共有103個(gè)多態(tài)性位點(diǎn), 在52個(gè)測(cè)序個(gè)體中檢測(cè)到22個(gè)單倍型, 核苷酸多樣性 π值為 0.069; 所獲得的 mcr的917bp片段中共有88個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)與27個(gè)indel位點(diǎn), 在53個(gè)測(cè)序個(gè)體(不包括2015年采集的匯泉灣和石老人群體樣品)中檢測(cè)到40個(gè)單倍型, 核苷酸多樣性π值為0.036(考慮indels： 0.047); 所獲得的核基因ryr3的505bp片段中共有12個(gè)多態(tài)性位點(diǎn), 在24個(gè)測(cè)序個(gè)體中區(qū)分出 10個(gè)單倍型, 核苷酸多樣性 π值為0.0063。

2.2 竿蝦虎魚(yú)隱存多樣性及其地理格局

如圖1所示, 中國(guó)北方沿海分布有偏南、偏北兩個(gè)竿蝦虎魚(yú)的譜系, 分別對(duì)應(yīng)竿蝦虎魚(yú)日本沿海群體的譜系A(chǔ)和C(Yamada et al, 2009)。其中, 偏南譜系(譜系A(chǔ))集中分布在青島市石老人海域及其以南(除一個(gè)個(gè)體混居于大連群體中, 兩個(gè)個(gè)體混居于榮成群體外); 而偏北譜系(譜系C)只分布在嶗山沿海及其以北。

2.3 譜系間分子系統(tǒng)發(fā)育比較

結(jié)合已發(fā)表的 L. guttatus的同源基因序列(Yamada et al, 2009), 我們發(fā)現(xiàn)從線粒體DNA片段和核基因外顯子片段上分開(kāi)的竿蝦虎魚(yú)譜系能夠相互對(duì)應(yīng), 但分支順序不同(圖2)。且當(dāng)加入外群時(shí), 基于ryr3構(gòu)建的貝葉斯樹(shù)揭示竿蝦虎魚(yú)譜系C最先分出,譜系B其次, 譜系A(chǔ)處于樹(shù)的頂端; 而基于線粒體基因cytb構(gòu)建的貝葉斯樹(shù)則表明譜系B、C先聚成一枝,譜系A(chǔ)單成一枝并先與其他竿蝦虎魚(yú)屬物種相聚(圖3)。

2.4 中日沿海群體分化與有效種群擴(kuò)張

圖2 基于cytb基因片段(上)和ryr3基因片段(下)構(gòu)建的竿蝦虎魚(yú)ML進(jìn)化樹(shù)Fig.2 ML trees of L. guttatus based on cytb (upper) and ryr3(nether)

對(duì)單一譜系從群體間遺傳分化指數(shù) FST值判斷,在中日群體間, 竿蝦虎魚(yú)譜系A(chǔ)在線粒體cytb標(biāo)記上的遺傳分化較大(FST= 0.12, P＜0.05), 但譜系C在中日大群體間的分化更具顯著性(FST= 0.31, P＜0.01)。單倍型網(wǎng)絡(luò)圖(圖 4)更直觀地揭示了中日大群體間的遺傳分化?；诰€粒體cytb我國(guó)所有測(cè)序群體除大連-榮成外, 其余兩兩群體間皆存在顯著的遺傳分化(0.17＜FST＜0.23, P＜0.05); 使用線粒體控制區(qū)標(biāo)記 mcr亦檢測(cè)到較大的群體間遺傳分化(-0.02 ＜ FST＜ 0.96),且匯泉-石老人(FST=0.08)，大連-榮成(FST=-0.02)，大連-嶗山間(FST=0.00)分化不顯著(P ＞ 0.05)，其余兩兩群體間的遺傳分化均達(dá)到顯著水平(P＜0.03)。另一方面, 基于cytb的BSP結(jié)果表明, 譜系A(chǔ)、C都呈現(xiàn)出3—5萬(wàn)年以來(lái)的有效種群擴(kuò)張, 且譜系C的變化幅度更大; 用核基因片段ryr3并未檢測(cè)到近期的種群擴(kuò)張, 但譜系C的總體瓶頸效應(yīng)更為明顯(圖5)。

2.5 竿蝦虎魚(yú)群體遺傳組成時(shí)間上的穩(wěn)定性

基于線粒體 mcr基因片斷對(duì)分別于 2013年和2015年采自匯泉灣與石老人海水浴場(chǎng)的四個(gè)群體進(jìn)行群體遺傳學(xué)分析, 結(jié)果顯示同一地理群體不同采樣年份的樣本間 FST值均較低(HQ2013-HQ2015, 群體間 FST= -0.01, P ＞ 0.05; SLR2013-SLR2015, 群體間FST= 0.05, P ＞ 0.05)。如圖6所示, 采自匯泉灣和石老人海水浴場(chǎng)的個(gè)體并未在所構(gòu)建的 ML樹(shù)上分出與年份對(duì)應(yīng)的枝系, 兩個(gè)群體在同一年份的樣本都是分散的, 且以遺傳距離衡量其分枝長(zhǎng)度在 1.5%以?xún)?nèi)。此外, 在混合這兩個(gè)群體時(shí), ML樹(shù)仍呈現(xiàn)出以地理群體為主導(dǎo)的分枝結(jié)構(gòu), 匯泉灣群體更多地處于樹(shù)的基部, 而石老人群體更向頂端分枝集中(圖 6,左)。這一結(jié)果表明, 竿蝦虎魚(yú)具有較強(qiáng)的本地化棲息習(xí)性, 群體內(nèi)世代間的遺傳分化較小, 整體遺傳結(jié)構(gòu)主要受空間因素影響。

圖3 基于ryr3(a)和cytb(b)的竿蝦虎魚(yú)屬貝葉斯進(jìn)化樹(shù)Fig.3 Bayesian trees of Luciogobius based on ryr3 (a) and cytb (b)

圖4 竿蝦虎魚(yú)各譜系中國(guó)大群體(黑色)與日本大群體(白色)的cytb單倍型網(wǎng)絡(luò)圖Fig.4 Haplotype network of L. guttatus lineage A and C based on cytb

3 討論

在我國(guó)和日本沿海, 竿蝦虎魚(yú)譜系A(chǔ)、C都存在同域分布的情形, 而我國(guó)竿蝦虎魚(yú)譜系A(chǔ)、C的分布比重改變于嶗山西南側(cè)的石老人與東側(cè)的仰口之間。嶗山是我國(guó)海岸線上海拔最高的山峰, 第四紀(jì)冰川在嶗山(尤其東側(cè)海岸)留有多處遺跡(Kusky et al,2011)。且嶗山附近海底地貌復(fù)雜、坡度較大, 以致夏季表層水溫在青島沿海區(qū)域性急劇下降(王彬, 2010),且東(北)風(fēng)下的表層海流在嶗山附近形成渦旋(王彬,2010)。而根據(jù)近海遙感資料, 懸浮物濃度、葉綠素a濃度、硅氮比等生態(tài)指標(biāo)都能在青島近海沿南北方向形成主要梯度(竇勇, 2012)。這些歷史、地理和生態(tài)背景可能是阻礙竿蝦虎魚(yú)譜系A(chǔ)、C在嶗山附近海岸相互滲透的重要原因。而根據(jù) GenBank上已有的竿蝦虎魚(yú)線粒體DNA能夠推斷, 竿蝦虎魚(yú)譜系A(chǔ)在北海道至本州島南部沿海以及對(duì)馬海峽西岸都有分布(Yamada et al, 2009; Jeon et al, 2012), 本研究也進(jìn)一步佐證了這一海洋型譜系(Hashimoto et al, 2014)在我國(guó)北方沿海相對(duì)于偏淡水型譜系 C的廣布性(沒(méi)有來(lái)自韓國(guó)沿海譜系C的分子信息)。譜系B已知分布于西南日本沿海及琉球群島, 在本研究中未能檢測(cè)到。

圖5 基于cytb與ryr3基因片段構(gòu)建的竿蝦虎魚(yú)A、C譜系的BSP圖Fig.5 Bayesian skyline plots of L. guttatus lineage A and C based on cytb and ryr3

竿蝦虎魚(yú)屬內(nèi)物種分類(lèi)的混亂與各譜系形態(tài)的趨同進(jìn)化密不可分。本研究進(jìn)一步證明, 對(duì)隱存多樣性高的海洋魚(yú)類(lèi)物種(如： 竿蝦虎魚(yú)), 使用高多態(tài)性的 DNA標(biāo)記(如： 線粒體 DNA)可以得到比形態(tài)分類(lèi)更準(zhǔn)確的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。同時(shí)我們也看到, 從線粒體基因與核基因上分出的竿蝦虎魚(yú)譜系雖然能夠?qū)?yīng)起來(lái), 但分支的順序是不一致的。核基因ryr3編碼一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的鈣離子通道蛋白, 主要在神經(jīng)系統(tǒng)中表達(dá)(Nakashima et al, 1997); 在高緯度沿海更大的年溫差下, 譜系C可能具備更靈活的鈣離子信號(hào)的調(diào)控以促進(jìn)對(duì)季節(jié)間溫度變化的適應(yīng); 而譜系間所受選擇壓力的差異可能是竿蝦虎魚(yú)在核基因與線粒體DNA上呈現(xiàn)出系統(tǒng)發(fā)育模式差異的一個(gè)潛在因素。另外, 本研究只選用了一個(gè)核基因片段, 所得結(jié)果可能受到片段特異性選擇壓力的影響。為更加完整地闡明竿蝦虎魚(yú)譜系間的遺傳分化, 后續(xù)工作中應(yīng)選用更多的核基因序列片段進(jìn)行深入研究。

查明群體遺傳組成的時(shí)空變化對(duì)于全面理解竿蝦虎魚(yú)譜系內(nèi)群體間遺傳分化至關(guān)重要。雖然竿蝦虎魚(yú)成體不適合長(zhǎng)距離游泳, 但其幼體浮游期一般為20—35天, 且隨降溫而增加, 這在其 1—2年的生活史中, 與多數(shù)洄游型魚(yú)類(lèi)相比所占的比例并不小(Kitano et al, 2003); 加之其對(duì)海水、淡水環(huán)境均能迅速適應(yīng), 故竿蝦虎魚(yú)的幼體擴(kuò)散能力可能要高于預(yù)期。因此, 竿蝦虎魚(yú)幼體可能在海流的作用下發(fā)生較遠(yuǎn)的空間遷移, 同一地理群體不同時(shí)間的補(bǔ)充群體的遺傳組成也可能存在差異。本研究結(jié)果表明, 雖然采樣時(shí)間并不在同一年的同一季節(jié), 竿蝦虎魚(yú)譜系內(nèi)部群體的遺傳組成在時(shí)間上仍具有穩(wěn)定性。此外, 竿蝦虎魚(yú)各譜系內(nèi)部的我國(guó)各群體間雖然存在一定的遺傳分化, 但部分群體間可能由于幼體擴(kuò)散導(dǎo)致高水平的基因交流, 其遺傳分化未能達(dá)到顯著水平。

圖6 基于mcr基因片段的匯泉-石老人兩群體(左)、石老人(右上)與匯泉(右下)單群體年際ML樹(shù)Fig.6 ML trees of L. guttatus sampled in different years from HQ-SLR (left), SLR (upper right) and HQ (lower right) based on mcr

本研究基于線粒體 DNA的分析結(jié)果表明, 竿蝦虎魚(yú)各譜系都經(jīng)歷了與末次冰期相關(guān)的有效種群擴(kuò)張(開(kāi)始于約3—5萬(wàn)年前), 以及開(kāi)始于日本海南部海域東岸的群體分化(開(kāi)始時(shí)間更早, 約10—30萬(wàn)年前)：其中譜系C的中日間群體分化早于譜系A(chǔ), 且更可能受到近30萬(wàn)年來(lái)全球海平面漲落的影響(Lambeck et al, 2014)。本研究中的核基因片段多態(tài)性較低, 且序列較少, 未能反映出末次冰期后的有效種群恢復(fù), 但基于核基因ryr3獲得的BSP圖進(jìn)一步支持了譜系C在末次冰期前(約 12—30萬(wàn)年前)有效種群數(shù)量趨于減小, 而譜系A(chǔ)并未體現(xiàn)出末次冰期前的瓶頸效應(yīng)。我們推斷, 偏北分布的譜系C在末次冰期初期可能經(jīng)受了更強(qiáng)的選擇壓力, 而譜系 A很有可能在間冰期時(shí)隨海侵?jǐn)U散到青島沿海。綜觀各標(biāo)記的分析結(jié)果,竿蝦虎魚(yú)可能是一個(gè)物種復(fù)合體(L. guttatus agg.)：其中譜系B、C起源于第四紀(jì)初期并在冰期發(fā)生緯向隔離(譜系B可能是L. ryukyuensis的同種異名); 譜系A(chǔ)起源于中新世末期并廣泛分布于中間緯度, 雖可能與譜系 C同域分布, 但應(yīng)該加以分子鑒別并單獨(dú)保護(hù)。

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