我國(guó)華南中麝鼩分子系統(tǒng)地理學(xué)分析

摘 要 華南中麝鼩（Crocidura rapax）亞種分化存在異議。為了明確我國(guó)華南中麝鼩的分子系統(tǒng)地理格局，為其分類(lèi)學(xué)提供進(jìn)一步分子生物學(xué)證據(jù)，測(cè)定了我國(guó)貴州華南中麝鼩20個(gè)樣本的Cyt b 基因序列，并結(jié)合GenBank下載的19個(gè)華南中麝鼩Cyt b 基因序列進(jìn)行一并分析。結(jié)果表明：系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)首先分成3個(gè)大的進(jìn)化支，即華南中麝鼩華南亞種（C. r. rapax）進(jìn)化支、西南中麝鼩（C. vorax）進(jìn)化支、華南中麝鼩臺(tái)中亞種（C. rapax kurodai）進(jìn)化支。華南中麝鼩華南亞種分成貴州、云南、四川東南部譜系和四川中西部譜系。遺傳距離結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最大遺傳距離出現(xiàn)在華南中麝鼩華南亞種四川中西部譜系與華南中麝鼩臺(tái)中亞種之間（0. 118 1），其次是華南中麝鼩華南亞種貴州、云南、四川東南部譜系與華南中麝鼩臺(tái)中亞種之間（0. 117 4）。華南中麝鼩華南亞種2個(gè)譜系間遺傳距離為0. 019 5。中介網(wǎng)絡(luò)分析也觀察到相似分化格局。中介網(wǎng)絡(luò)圖的結(jié)果與系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和遺傳距離的結(jié)果一致，支持來(lái)自臺(tái)灣的華南中麝鼩樣本為獨(dú)立物種的觀點(diǎn)，即臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩（C. tadae）。我國(guó)華南中麝鼩無(wú)亞種分化，分為貴州、云南、四川東南部譜系和四川中西部譜系。在華南中麝鼩的32個(gè)樣本中發(fā)現(xiàn)23個(gè)單倍型，核苷酸多樣性0. 012 85。種群歷史分析暗示華南中麝鼩近期盡管經(jīng)歷了種群擴(kuò)張，但并非為單次急劇擴(kuò)張。

關(guān)鍵詞：華南中麝鼩；麝鼩屬；分子系統(tǒng)地理學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：Q95 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2310 - 1490（2024）- 02 - 0291 - 07

DOI：10.12375/ysdwxb.20240207

華南中麝鼩（Crocidura rapax）隸屬勞亞食蟲(chóng)目（Eulipotyphla）鼩鼱科（Soricidae）麝鼩屬（Crocidura）。華南中麝鼩自發(fā)現(xiàn)后，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)被認(rèn)為是C. russula 的一個(gè)亞種（C. r. rapax）［1］。Jiang等［2］通過(guò)形態(tài)學(xué)分析認(rèn)為華南中麝鼩和西南中麝鼩（C.vorax）是兩個(gè)獨(dú)立的物種，并且兩個(gè)物種具有較相似的形態(tài)，根據(jù)形態(tài)學(xué)相似度將C. kurodai 歸類(lèi)于華南中麝鼩。

華南中麝鼩的地理分布和亞種分化存在著明顯的相關(guān)性。一部分學(xué)者認(rèn)為在我國(guó)華南中麝鼩具有4個(gè)亞種：臺(tái)中亞種（C. rapax kurodai）分布于臺(tái)灣；綠島亞種（C. r. lutaoensis）分布于臺(tái)灣東南部的綠島；蘭嶼亞種（C. r. tadae）分布于臺(tái)灣東南部的蘭嶼島；華南亞種（C. r. rapax）分布于云南、貴州、四川、廣東、廣西和海南［2?6］。另一部分學(xué)者認(rèn)為分布于臺(tái)灣及其周邊島嶼的3 個(gè)亞種（C. r. kurodai、C. r. lu?taoensis 和C. r. tadae）屬于另外一個(gè)物種，即臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩（C. tadae）的3個(gè)亞種（指名亞種C. t. tadae、臺(tái)灣亞種C. t. kurodai 和綠島亞種C. t. lutaoen?sis）［7?8］，在我國(guó)華南中麝鼩無(wú)亞種分化，分布于云南、貴州、四川、廣東、廣西和海南［7?9］?？梢?jiàn)，華南中麝鼩的亞種分化存在異議。

系統(tǒng)地理學(xué)是研究物種間及物種內(nèi)不同類(lèi)群形成現(xiàn)有分布格局的歷史原因和演化過(guò)程的一門(mén)科學(xué)［10］，分子系統(tǒng)地理學(xué)研究為動(dòng)物分類(lèi)地位的確定提供了從物種水平到系統(tǒng)發(fā)育水平的證據(jù)，進(jìn)而為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)動(dòng)物物種分布格局奠定良好基礎(chǔ)［11］。鑒于目前缺乏對(duì)華南中麝鼩的分子系統(tǒng)地理學(xué)系統(tǒng)分析，本研究采集并測(cè)序了來(lái)自我國(guó)貴州的華南中麝鼩Cyt b 基因全序列，結(jié)合已有報(bào)道的我國(guó)臺(tái)灣、四川和云南的華南中麝鼩Cyt b 基因全序列（Gen?Bank），分析我國(guó)華南中麝鼩的分子系統(tǒng)地理格局，進(jìn)一步為分類(lèi)學(xué)提供分子生物學(xué)證據(jù)。

1 研究方法

1. 1 樣本采集

采用陷阱法，輔以鋏捕法采集華南中麝鼩樣本。樣本采集于我國(guó)貴州省，采集時(shí)間為2019年1月—2021年10月，共采集樣本20個(gè)，其中安順地區(qū)（26°21'48″ N，105°55'35″ E）樣本5個(gè)（Guizhou AS1～Gui?zhou AS5），畢節(jié)地區(qū)（26°24'22″ N，105°44'4″ E）樣本13 個(gè)（Guizhou BJ1～Guizhou BJ13），六盤(pán)水地區(qū)（26°33'1″ N，104°57'18″ E）樣本2個(gè)（Guizhou LPS1，Guizhou LPS2）。從GenBank下載了其他地區(qū)華南中麝鼩的Cyt b 基因全序列（19個(gè)），基本信息見(jiàn)表1。本研究通過(guò)牡丹江師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)審查（IACUC-MNU-0-401）。

1. 2 試驗(yàn)方法

用剪刀剪取樣本腿部肌肉組織，將腿部肌肉組織用酚-氯仿法進(jìn)行基因組DNA提取。mtDNA的Cyt b基因全序列PCR 反應(yīng)體系為50 μL，含200 μmol /L的dNTP，1. 5 mmol/L 的MgCl2，Primer（L14724/H15915）［12］各10 pmol/L，Taq DNA polymerase 2. 5 U（大連寶生物），模板為250 ng。PCR擴(kuò)增的反應(yīng)條件：94 ℃預(yù)變性3 min；94 ℃變性45 s，50 ℃退火50 s，72 ℃延伸45 s，共30個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸7 min，4 ℃保存。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)純化回收進(jìn)行測(cè)序（哈爾濱博仕生物技術(shù)有限公司）。

1. 3 數(shù)據(jù)處理

使用EditSeq（DNAStar 軟件包）對(duì)試驗(yàn)獲得mtDNA Cyt b 基因全序列和GenBank下載華南中麝鼩的序列（表1）進(jìn)行序列編輯，再利用Clustal W軟件進(jìn)行序列聚類(lèi)比對(duì)［13］。利用DnaSP 5. 10分析單倍型數(shù)量（number of haplotypes，k）、多態(tài)位點(diǎn)數(shù)量（number of polymorphic sites，s）、單倍型多態(tài)性（hap?lotype diversity，h）、核苷酸差異平均數(shù)（average num?ber of nucleotide differences，i）、核苷酸多樣性（nucleotide diversity，π），計(jì)算Tajima’s D 和Fu’s 檢測(cè)中性選擇情況，進(jìn)行顯著性檢測(cè)，并結(jié)合種群的增長(zhǎng)模型（a population growth-decline model）分析錯(cuò)配分布來(lái)檢測(cè)種群數(shù)量擴(kuò)張情況［14］。利用MEGA5. 05 軟件，采用最大似然法（maximum likelihood，ML）構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)［15］。利用Network 4. 6 構(gòu)建中介網(wǎng)絡(luò)圖（median-joining network）分析單倍型間進(jìn)化關(guān)系［16］。

2 結(jié)果

2. 1 系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系

以西南中麝鼩和山東小麝鼩（C. shantungensis）為外群，利用ML法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)（圖1）。系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)首先分成3個(gè)大的進(jìn)化支：一是華南中麝鼩華南亞種進(jìn)化支；二是西南中麝鼩進(jìn)化支；三是華南中麝鼩臺(tái)中亞種進(jìn)化支。西南中麝鼩進(jìn)化支夾在華南中麝鼩華南亞種進(jìn)化支和華南中麝鼩臺(tái)中亞種進(jìn)化支中間，表現(xiàn)出與華南中麝鼩華南亞種具有較近的親緣關(guān)系。本研究的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系結(jié)果支持來(lái)自臺(tái)灣的華南中麝鼩樣本為獨(dú)立物種的觀點(diǎn)，即臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩。將華南中麝鼩華南亞種進(jìn)化支以高支持率（99%）分成兩個(gè)進(jìn)化譜系，一個(gè)是由貴州所有樣本、云南所有樣本和來(lái)自四川東南部甘洛縣的樣本構(gòu)成的貴州、云南、四川東南譜系，另一個(gè)是由來(lái)自四川中部和西部的樣本構(gòu)成的四川中西部譜系，可見(jiàn)兩個(gè)譜系分化較為明顯。

2. 2 遺傳距離

計(jì)算了華南中麝鼩華南亞種的2個(gè)譜系與西南中麝鼩和華南中麝鼩臺(tái)中亞種的遺傳距離（表2）。華南中麝鼩華南亞種的2個(gè)譜系間的遺傳距離最小（0. 019 5），最大的遺傳距離出現(xiàn)在華南中麝鼩華南亞種四川中西部譜系與華南中麝鼩臺(tái)中亞種之間（0. 118 1），其次是華南中麝鼩華南亞種貴州、云南、四川東南部譜系與華南中麝鼩臺(tái)中亞種之間（0. 117 4），可見(jiàn)華南中麝鼩華南亞種與華南中麝鼩臺(tái)中亞種之間的遺傳距離較大，超過(guò)了西南中麝鼩與兩個(gè)亞種之間的遺傳距離。遺傳距離結(jié)果與系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系結(jié)果一致，支持來(lái)自臺(tái)灣的華南中麝鼩樣本為獨(dú)立物種的觀點(diǎn)，即臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩。

2. 3 中介網(wǎng)絡(luò)分析

中介網(wǎng)絡(luò)圖（圖2）顯示出與系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系類(lèi)似的結(jié)果。華南中麝鼩華南亞種貴州、云南和四川東南部譜系的單倍型位于中介網(wǎng)絡(luò)圖的中部，各單倍型間表現(xiàn)出較近的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。華南中麝鼩華南亞種四川中西部譜系位于中介網(wǎng)絡(luò)圖的中部右上方，各單倍型間表現(xiàn)出較近的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，都來(lái)自于一個(gè)突變節(jié)點(diǎn)。西南中麝鼩的單倍型位于中介網(wǎng)絡(luò)的下方，表現(xiàn)出與華南中麝鼩華南亞種具有較遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。華南中麝鼩臺(tái)中亞種的單倍型位于中介網(wǎng)絡(luò)圖的最上方，表現(xiàn)出與華南中麝鼩華南亞種具有較遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。中介網(wǎng)絡(luò)圖的結(jié)果與系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和遺傳距離的結(jié)果一致，支持來(lái)自于臺(tái)灣的華南中麝鼩樣本為獨(dú)立物種的觀點(diǎn)，即臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩。

2. 4 遺傳多樣性和歷史種群動(dòng)態(tài)

鑒于系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、遺傳距離和中介網(wǎng)絡(luò)分析的結(jié)果都支持來(lái)自臺(tái)灣的華南中麝鼩樣本為獨(dú)立物種的觀點(diǎn)，即臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩。本研究只對(duì)華南中麝鼩華南亞種包含的樣本（32個(gè)）進(jìn)行了遺傳多樣性和歷史種群動(dòng)態(tài)分析。華南中麝鼩的Cyt b 基因全序列為1 140 bp，4 種核苷酸堿基含量的平均值分別為A=29. 6%，T=31. 0%，G=13. 2%，C=26. 2%，其中T的含量最高，G 的含量最低，A+T的含量為60. 6%，明顯高于G+C 的含量（39. 4%）。序列包含68 個(gè)變異位點(diǎn)，為45 個(gè)簡(jiǎn)約信息位點(diǎn)（parsimony informativesites）和23個(gè)單變異位點(diǎn)（singleton variable sites），變異位點(diǎn)數(shù)占總位點(diǎn)數(shù)的5. 97%，未發(fā)現(xiàn)插入和缺失。華南中麝鼩的遺傳多樣性參數(shù)見(jiàn)表3。在華南中麝鼩的32個(gè)樣本中發(fā)現(xiàn)23個(gè)單倍型，核苷酸多樣性0. 012 85。

華南中麝鼩的Tajima’s D 結(jié)果（D=-0. 542 1，pgt;0. 100）盡管不顯著，但為負(fù)值，F(xiàn)u’s FS 結(jié)果（FS=-3. 771 0，p=0. 014）為顯著性負(fù)值（表3），中性檢測(cè)結(jié)果顯示華南中麝鼩近期可能發(fā)生過(guò)種群擴(kuò)張。采用錯(cuò)配分布方法對(duì)種群歷史進(jìn)行檢驗(yàn)，構(gòu)建的華南中麝鼩錯(cuò)配曲線是多峰曲線（圖3），說(shuō)明華南中麝鼩近期盡管經(jīng)歷了種群擴(kuò)張，但并非為單次急劇擴(kuò)張。

3 討論

Tokuda等［17］在我國(guó)臺(tái)灣蘭嶼島發(fā)現(xiàn)了臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩。Kuroda 將臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩作為南小麝鼩（C.horsfieldii）的一個(gè)亞種，并且說(shuō)明它在臺(tái)灣主島沒(méi)有分布［18］。Jameson等［19］在臺(tái)灣主島上發(fā)現(xiàn)了南小麝鼩的另外一個(gè)亞種（C. h. kurodai）。Fang 等［20］根據(jù)形態(tài)學(xué)和核型分析，發(fā)現(xiàn)C. kurodai 與南小麝鼩存在差異，認(rèn)為C. kurodai 為獨(dú)立物種。Fang等［18］再次利用形態(tài)學(xué)和核型分析，認(rèn)為臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩為有效物種，包括3個(gè)亞種：C. tadae kurodai、C. t. tadae、C. t.lutaoensis。近些年，還有很多文獻(xiàn)將這些分布于臺(tái)灣及其周邊島嶼的麝鼩歸類(lèi)于華南中麝鼩：臺(tái)中亞種（C. r. kurodai）、綠島亞種（C. r. lutaoensis）、蘭嶼亞種（C. r. tadae）［2?4，6］。本研究的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、遺傳距離和中介網(wǎng)絡(luò)分析的結(jié)果都支持已有文獻(xiàn)中認(rèn)為來(lái)自臺(tái)灣的華南中麝鼩樣本為獨(dú)立物種的觀點(diǎn)，即臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩。本研究的結(jié)果支持已有文獻(xiàn)認(rèn)為臺(tái)灣長(zhǎng)尾麝鼩為獨(dú)立物種的觀點(diǎn)，華南中麝鼩在我國(guó)沒(méi)有亞種分化［7?9］。

華南中麝鼩被分成兩個(gè)譜系，即華南中麝鼩貴州、云南、四川東南部譜系和華南中麝鼩四川中西部譜系。由于四川省由北向南的水系較多，推測(cè)是水系起到了一定的天然屏障阻隔作用使得華南中麝鼩被分成兩個(gè)譜系。本研究未能獲得我國(guó)廣東、廣西和海南的樣本，這些地域華南中麝鼩的分子系統(tǒng)地理學(xué)問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。

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