（发育生物学专业论文）中国笛鲷属鱼类的分子系统学.pdf

摘要 分子系统学利用分子生物学方法探究生物的分类、系统发育、进 化规律，是现代生物多样性、系统进化和物种形成机制研究的重要依 据。笛鲷属( l u t j a n u s ) 鱼类隶属鲈形目( p e r c i f o r m e s ) ，是南海区海 洋捕捞和海水养殖的重要对象，本论文围绕该属的分子系统学进行研 究，获取了以下结果： ( 1 ) 使用c o x ld n a 条码( b a r c o d e ) 快速可靠的进行物种分子 鉴定和物种多样性确定 运用一对特异性引物扩增并测定了南海硬骨鱼类4 0 个物种( 包 括笛鲷属15 种) 8 9 个样本的线粒体d n a 的细胞色素c 氧化酶i ( c o x l ) 约6 6 0 b p 的部分序列，即c o x l 条码序列。综合比较了中 国鱼类系统检索、海洋鱼类志、f i s h b a s e 鱼类形态学分类库、i t i s 综合分类学信息系统和生物条码系统( t h eb a r c o d eo fl i f ed a t a s y s t e m ，b o l d ) 的相应形态学与d n a 序列资料，在揭示完善我国 鱼类检索系统必要性基础上，探讨了c o xl 条码序列在硬骨鱼类辅助 物种鉴别和适用性，并对运用该条码序列库完善我国鱼类检索系统的 可能途径进行了初步摸索。结果表明：c o x l 条码序列获取便捷，广 泛适用硬骨鱼类物种鉴别，能为笛鲷属的分子生物学辅助分类，资源 有序利用和保护提供参考。 ( 2 ) 快速有效地测定笛鲷属4 个物种和军营鱼( r a c h y c e n t r o n c a n a d u m ，军曹鱼科，军曹鱼属) 的线粒体d n a 基因组数据，并加以 深入分析和合理应用 将l o n g p c r 和常规p c r 技术整合，运用同3 4 对通用引物测定 了马拉巴笛鲷( lm a l a b a r i c u s ) 、千年笛鲷( s e b a e ) 、孟加拉笛鲷 ( b e n g a l e n s i s ) 、四带笛鲷( k a s m i r a ) 以及军曹鱼( 月c a n a d u m ) 等的线粒体基因组全序列，g e n b a n k 序列号分别为f jl7 13 3 9 ， f j 4 1 6 6 1 4 ，f j 8 2 4 7 4 1 ，f j 8 2 4 7 4 2 和n c0 1 1 2 1 9 。实验结果表明木论文 的全序列测定体系的通用性较强，操作简单。线粒体基因组的比对分 析表明测定的m t d n a 基因组的绝大部分区段与g e n b a n k 中现有的脊 椎动物的序列有较高的同源性。聚类分析中各支与形态学分类阶元关 系吻合，但黑j 带鳞鳍梅鲷( c a e s i o n i n a e ：p t e r o c a e s i ot i l e ) 与勒氏笛鲷 聚为一支。考虑到其他研究者也发现类似问题，作者认为有必要对黑 带鳞鳍梅鲷( 户t i e ) 和梅鲷科( c a e s i o n i d a e ) 的形态学分类地位进行 更深入的评估。由于g e n b a n k 等数据库中尚缺乏鱼类同属多个物种 的m t d n a 基因组完整序列数据，笛鲷属多个物种的全序列测定为研 究鱼类属内种问的m t d n a 进化规律提供了重要的数据资源。 ( 3 ) 探讨线粒体d n a 蛋白编码基因的适用性 一方面，整理g e n b a n k 上已有的d n a 序列数据，构建本地的鲈 形目鱼类m t d n a 基因组数据库；另一方面，整理本研究以及本研究 室以往测定的d n a 序列数据，构建笛鲷属的本地核酸序y 0 ) 牵。通过 单个基因和基因拼接序列比较，综合考虑邻位连接法构建系统进化树 的置信度和序列的信息量，对1 3 种蛋白质编码基因( 细胞色素氧化 酶l ( c o x l ) ，细胞色素氧化酶2 ( c o x 2 ) ，细胞色素氧化酶3 ( c o x 3 ) ， 细胞色素b ( c y tb ) ，a t p 合成酶亚分子6 ( a t p 6 ) ，a t p 合成酶亚分 子8 ( a t p 8 ) ，n a d h 脱氢酶复合物亚单位l ( n d l ) ，n d 2 ，n d 3 ， n d 4 l ，n d 4 ，n d 5 ，n d 6 ) ) 的系统进化分析能力进行了评估。在参 考以往研究者做法的基础上，依据本研究结果，作者按分类阶元不同 将基因都分成不同的四等。在鲈形目的科问阶元，最好的为n d 6 和 c o x 2 ；好的序列为n d 5 和n d 4 ；n d 4 l 、n d 3 和a t p 8 差；包括c y t 6 、c o x l 在内的其余6 种基因为中等；在属内种问阶元，最好的为a t p 6 和c o x 2 ；好的序列为n d 2 和c o x l ；n d 6 、n d 3 和a t p 8 差；包括c y t b 在内的其余6 种基因为中等。另外，分析揭乃序列k 度的增加可以 提高系统进化树的置信度，且属内物种问比较时序列长度的影响小于 高级阶元。由于信息分布的f 均一性，建议依分析对象的分类阶元选 择最佳基因和组合。 ( 4 ) 测定笛鲷属鱼类中性遗传标记进行系统进化分析 利用d n a 条码筛选出的各物种典型标本，综合m t d n a 基因序 列以及r a g l 和r a g 2 等核基因序列，构建笛鲷属分子系统进化树， 最大程度地还原了笛鲷属鱼类种系发生历程。本章首先对本论文测定 的笛鲷属d n a 条码和生物条码系统已有的共2 0 种笛鲷鱼类的7 2 条 d n a 条码进行聚类分析，筛选出采自南海的1 3 种笛鲷鱼类的典型样 本；然后，利用这1 3 个典型样本的线粒体d n a 的3 个基因( c o x l ，c o x 2 和 fb ) 全序列和核d n a 的2 个基因( r a g l ，r a g 2 ) 的部分序列组 合而成的5 3 8 9b p 对这1 3 个物种进行了系统进化关系的推测。数据 表明分子进化关系与a l l e n 的形态学分类系统所强调的体色、体侧带 型特征相关性明显。典型活动水域为外海岩礁的蓝色笛鲷( 三k a s m i r a ， l b e n g a l e n s i s 和l q u i n q u e l i n e a t u s ) 和近海水域的红色笛鲷( l m a l a b a r i c u s ，l e r y t h r o p t e r u s 和l s e b a e ) 分别聚在一起。这提示在缺 乏地理隔离的海洋岩礁鱼类，笛鲷的成种机制可能是通过体色或视觉 系统的适应性进化驱动物种分化。 ( 5 ) 初步探讨笛鲷属鱼类种系发生的驱动力分子进化与物 种形成 综合系统进化、形态学、生态学等数据结果，作者认为笛鲷属成 种可能服从视觉驱动假设：视觉及其信号系统对于分布区域的不同光 环境的适应导致了群体问的生殖隔离，并进一步引发了体色多样性和 成种。本章研究测定了1o 种笛鲷属鱼类的长波段敏感性视蛋白基因 ( l w s ) ，序列组成分析揭示出l w s 密码子第三位的信息位点含量为 o 4 9 ，低于线粒体基因( 约o 9 0 ) 和r a g 基因( o 7 4 ) 。在高级阶元 上，氨基酸序列构建的进化树与形态学分类一致，筲鲷属、鲤形目( 斑 马鱼、金鱼和盲眼鱼) 和陆生动物( 马、牛、猫和蜥) 各自聚为一支。 但筲鲷属一支的聚类关系与中。f ，l ：标记构建的系统进化树相比，画眉笛 鲷和奥氏笛鲷的发生了明显的分离。以上证据暗示，l w s 的选择性 进化在笛鲷鱼类生态重叠区域的物种分化过程中可能扮演了重要角 色。 关键词：分子系统学，物种形成，线粒体d n a ，遗传多样性 a b s t r a c t m o l e c u l a rp h y l o g e n e t i c s ，a l s ok n o w na sm o l e c u l a rs y s t e m a t i c s ，i st h e u s eo ft h es t r u c t u r eo fm o l e c u l e st og a i ni n f o r m a t i o no na no r g a n i s m s e v o l u t i o n a r yr e l a t i o n s h i p s t h em o s tc o m m o na p p r o a c hi st h ec o m p a r i s o n o fs e q u e n c e sf o rg e n e su s i n gs e q u e n c ea l i g n m e n tt e c h n i q u e st oi d e n t i f y s i m i l a r i t y a n o t h e ra p p l i c a t i o no fm o l e c u l a rp h y l o g e n yi si nd n a b a r c o d i n g ，w h e r et h es p e c i e so fa ni n d i v i d u a lo r g a n i s mi si d e n t i f i e du s i n g s m a l ls e c t i o n so fm i t o c h o n d r i a ld n a t h er e s u l t o fam o l e c u l a r p h y l o g e n e t i ca n a l y s i si se x p r e s s e di nap h y l o g e n e t i ct r e e ，w h i c hi st h e b a s eo f r e v e a l i n g t h em e c h a n i s mo f s p e c i a t i o n l u t j a n i d f i s h e s ( p e r c i f o r m e s ：g e n u sl u t j a n u s ) a r ei m p o r t a n tf i s h e r yr e s o u r c ea n dh a v e b e e nc u l t u r e dj ns o u t hc h i n a s e a t h r o u g hs t u d y i n gt h e i rm o l e c u l a r p h y l o g e n e t i c s ，w eh a v ea c h i e v e dt h ef e l l o w i n gr e s u l t s ： 1 f o r t ys p e c i e so ft e l e o s t sf i s h ，i n c l u d i n gf i f t e e nl u t j a n i df i s h e s ，i ns o u t h c h i n as e a ，w e r e s e q u e n c e d ( b a r c o d e d ) f o ra6 6 0b pr e g i o no ft h e m i t o c h o n d r i a lc y t o c h r o m eo x i d a s es u b u n i ti g e n e ( c o x1 ) m o s ts p e c i e s w e r e r e p r e s e n t e db ym u l t i p l es p e c i m e n s ，a n d8 9 s e q u e n c e s w e r e g e n e r a t e d a v e r a g ew i t h i n s p e c i e s ，g e n u s ，f a m i l y , a n do r d e rk i m u r at w o p a r a m e t e r ( k 2 p ) d i s t a n c e sw e r e0 0 0 8 4 ，0 15 6 7 ，0 18 3 9a n d0 2 319 ， r e s p e c t i v e l y a l ls p e c i e sc o u l db ed i f f e r e n t i a t e db yt h e i rc o xls e q u e n c e ， a l t h o u g hs i n g l ei n d i v i d u a l so fe a c h o ft w os p e c i e sh a dh a p l o t y p e s c h a r a c t e r i s t i co fac o n g e n e r a l t h o u g h 。d n ab a r c o d i n ga i m st od e v e l o p s p e c i e si d e n t i f i c a t i o ns y s t e m s ，s o m ep h y l o g e n e t i cs i g n a lw a sa p p a r e n ti n t h ed a t a i nt h en e i g h b o u r - j o i n i n gt r e ef o ra l l8 9s e q u e n c e s ，s p e c i e sw i t h i n g e n e r ai n v a r i a b l y c l u s t e r e da n dt h r e em a j o rc l u s t e r sw e r e a p p a r e n t ： s b a p p e r s ，g r o u p e r sa n dt h eo t h e rf i s h e s t h et w of o r m e rc l a d e sr e v e a l e d a f t e rb o o t s t r a p p i n gg e n e r a l l y c o r r e s p o n d e dw e l lw i t he x p e c t a t i o n s w e c o n c l u d et h a tc o x l s e q u e n c i n g ，o r b a r c o d i n g ，c a nb eu s e dt oi d e n t i f y l u t j a n i df i s hs p e c i e s 2 t h ee n t i r em i t o c h o n d r i a ld n a s e q u e n c e ( m i t o g e n o m e ) o ff i v es p e c i e s ， l u 纱a n u sb e n g a l e n s i s ，l m a l a b a r i c u s ，l s e b a e ，l k a s m i r aa n dc o b i a ( r a c h y c e n t r i d a e ：r a c h y c e n t r o nc a n a d u m ) w e r ed e t e r m i n e du s i n gi o n g v p c ra n dp r i m e r w a l k i n gm e t h o d o l o g y ，a n dt h e i rg e n b a n ka c c e s s i o n n u m b e r sa r ef j l 7 1 3 3 9 ，f j 4 1 6 6 1 4 ，f j 8 2 4 7 4 1 ，f j 8 2 4 7 4 2a n dn c 一0 11 2 1 9 ， r e s p e c t i v e l y t h em i t o c h o n d r i a lg e n o m i cs e q u e n c ei ns n a p p e r sa n d c o b i a a r es i m i l a rt oo t h e rv e r t e b r a t em i t o c h o n d r i a lg e n o m e sw i t hr e s p e c tt o g e n eo r d e ra n dg e n o m i co r g a n i z a t i o n p h y l o g e n e t i cr e l a t i o n s h i p sd e r i v e d f r o mm t d n as e q u e n c e so fl r u s s e i l i i ，l r i v u l a t u s ，l b e n g a l e n si s ，l m a l a b a r i c u s ，l s e b a e , l k a s m i r a ，c o b i aa n dd a r kb a n d e df u s i l i e r ( c a e s i o n i n a e ：p t e r o c a e s i ot i l e ) w e r ei n c o n g r u e n tw i t ht h o s ed e r i v e d f r o m m o r p h o l o g i c a l t a x o n o m i c a n a l y s e s b e y o n de x p e c t e d ，h i g h h o m o g e n e i t i e sw e r e o b s e r v e db e t w e e ns o m el u t ja n i d sa n df u s i l i e r ， b e l o n g i n gt ol u t j a n i n a ea n dc a e s i o n i n a e f u r t h e re f f o r t sm a yc l a r i f yt h e p h y l o g e n e t i cr e l a t i o n s h i p sa m o n g t h e s es n a p p e r s 3 t w od a t as e t sw e r ec o n s t r u c t e df i r s t l y o n ec o m p r i s e d3 2c o m p l e t e m i t o c h o n d r i a ld n a g e n o m e so fp e r c i f o r m e sd o w n l o a d e df r o mg e n b a n k t h eo t h e rw a sm a i n l yb a s e do nt h es n a p p e r s m i t o c h o n d r i a ld n aw e d e t e r m i n e di nt h i ss t u d y t h e nw ei n v e s t i g a t e dt h ep e r f o r m a n c eo fa l l m i t o c h o n d r i a lp r o t e i n c o d i n g g e n e s t or e c o v e rt w o p h y l o g e n i e s o f p e r c i f o r m e sa n dg e n u sl u t j a n u s a c c o r d i n gt ot h e s et e s t s ，m i t o c h o n d r i a l p r o t e i n - c o d i n gg e n e sc a n b er o u g h l yc l a s s if i e di n t of o u rg r o u p s ，( 1 ) a tt h e l e v e lo ff a m i l y , o fv e r yg o o d ( n d 6a n dc o x 2 ) ，g o o d ( n d 4a n dn d s ) ， m e d i u m ( n d l ，n d 2 ，c o x 3 ，c y tb ，c o x1 a n da t p a s e6 ) ，a n dp o o r ( n d 3 ， n d 4 ，n d 4 l ，a n da t p a s e8 ) ；a n d ( 2 ) a tt h el e v e lo fg e n u s ，o fv e r yg o o d ( a t p a s e6a n dc o x 2 ) ，g o o d ( c o x la n dn d 2 ) ，m e d i u m ( c o x 3 ，n d l ，n d 4 ， n d 4 la n dn d 5 ) ，a n dp o o r ( n d 3 ，n d 6 ，a n da t p a s e8 ) m o r e o v e r ，w e i n f o r mt h a ts i m p l el e n g t hd i f f e r e n c e sa n dr a t ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt h e s e g e n e sc a n n o ta c c o u n tf o rt h e i rd i f f e r e n tp h y l o g e n e t i cp e r f o r m a n c e w e a d v i c et h ec a r e f u ls e l e c t e dg e n e sa n dt h e i rc o m b i n a t i o n ss h o u l db e h e l p f u lf o rh i g hr e s o l v e dp h y l o g e n e t i ca n a l y s i sf o rd if f e r e n tl e v e lt a x o n 4 t h ep h y l o g e n e t i cr e l a t i o n s h i p so ft h i r t e e ns n a p p e rs p e c i e sf r o mt h e s o u t hc h i n as e a ( s c s ) h a v eb e e ne s t a b l i s h e db a s e do nt h ec o m b i n e d d n a s e q u e n c e so ft h r e ef u l l - l e n g t hm i t o c h o n d r i a lg e n e s ( c o xl ，c o x 2a n d c f t6 ) a n dt w op a r t i a ln u c l e a rg e n e s ( r a g1 ，r a g 2 ) t h e s et h i r t e e n s p e c i e s ( g e n u sl u t j a n u s ) w e r es e l e c t e d a f t e rd n ab a r c o d i n go f7 2 v i i n d i v i d u a l sr e p r e s e n t i n gt w e n t ys p e c i e s 5 3 8 9b a s ep a i r so fc o m b i n e d d n a s e q u e n c ew e r eu s e dt oi n f e rt h ep h y l o g e n e t i cr e l a t i o n s h i p o u rd a t a s t r o n g l ys u g g e s t s t h a tt h e i n t e r s p e c i f i cr e l a t i o n s h i p s o fa l lt h i r t e e n r e c o g n i z e ds p e c i e si ns c sa r ec o n s i s t e n tw i t ha l l e n sm o r p h o l o g y - b a s e d c l a s s if i c a t i o n t h e r ei sas t r o n gc o r r e l a t i o nb e t w e e nt h em o l e c u l a ra n d m o r p h o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ，p a r t i c u l a r l yb o d y c o l o r a t i o na n db a n d p a t t e r n s o u rf i n d i n gi s a l s oc o n s i s t e n tw i t ht h ef i n d i n g si no t h e rc o r a l r e e ff i s h t h et w od i s t i n c tc l a s s e so fs t r i p e s ，b l u e ( l k a s mi r a ，l b e n g a l e n s i sa n dl q u i n q u e l i n e a t u s ，m a i n l yd i s t r i b u t e d i no u t e rs h e l f r e e f s ) a n dr e d ( m a l a b a r i c u s ，l e r y t h r o p t e r u sa n d l s e b a e ，d i s t r i b u t e d i ni n s h o r ea n de s t u a r i e s ) ，m a yb ee v i d e n c ef o rs p e c i a t i o nt h r o u g hs e n s o r y d r i v ew i t h o u tg e o g r a p h i c a li s d a t i o n i na d d i t i o n ，o u rs t u d ys u g g e s t e dt h a t a l t h o u g hd n ab a r c o d i n ga i m st od e v e l o ps p e c i e si d e n t i f i c a t i o ns y s t e m s ， t h i sa p p r o a c hc a na l s oa i dt h ec o n s t r u c t i o no fp h y l o g e n i e sb ya i d i n gt h e s e l e c t i o no ft a x a t h ec o m b i n e dm i t o c h o n d r i a la n dn u c l e a rg e n ed a t ah a s a d v a n t a g eo v e rt h ei n d i v i d u a ld a t a s e td u et oi t sh i g h e rr e s o l u t i o np o w e r 5 c o m p a r i s o n so ff u n c t i o n a l l yi m p o r t a n tc h a n g e s a tt h em o l e c u l a rl e v e l i nm o d e ls y s t e m sh a v ei d e n t i f i e dk e ya d a p t a t i o n sd r i v i n gi s o l a t i o na n d s p e c i a t i o n t ot e s tt h eh y p o t h e s i st h a tt h ee v o l u t i o no f t h es p e c i a t i o no f s n a p p e r s i sa s s o c i a t e dw i t ho p s i ng e n ed i v e r s i t y , w es e q u e n c e dl o n g w a v e l e n g t h s e n s i t i v e ( l w s ) o p s i ng e n e si n t e ns p e c i e so ft h eg e n u s l u t j a n u s r e l a t i o n s h i p sa m o n gh i g h e r t a x o n o m i cg r o u p sw e r ew e l l r e s o l v e di nt h et r e er e c o n s t r u c t e df r o ml w so p s i ns e q u e n c e s t h e r ei s h i g h ( 7 5 ) b o o t s t r a ps u p p o r tf o rm o n o p h y l yo fl u t j n a u s ，t h ef a m i l y c y p r i n i d a e ( g o l d f i s h ，c a r p ，b l i n dc a v e f i s ha n dz e b r a f i s h ) a n dt e r r e s t r i a l a n i m a l s ( h o r s e ，c a t ，b o v i n ea n dg r e e na n o l e ) i nc o n t r a s tt om t d n a a n d r a gg e n e ，t h er a t i oo fp h y l o g e n e t i c a ll yi n f o r m a t i v ec h a r a c t e r si sv e r y l o wi nt h et h i r dc o d o np o s i t i o n so fl w s a n dt h es i g n i f i a n td i v e r s i t yh a v e b e e no b s e r v e db e t w e e nl w so p s i n so fl v i t t aa n dl o p h u y s e n i i t h e s e e v i d e n c e si m p l yt h a ts e l e c t i v ea d a p t i o no fl w sm a yp l a yai m p o r t a n tr o l e i nt h es y m p a t r i cd i v e r s i t yo fs n a p p e r s k e y w o r d s m o l e c u l a rp h y l o g e n e t i c s ， g e n e t i cd i v e r s i t y v i l s p e c i a t i o n ，m i t o c h o n d r i a ld n a ， 中国箭鲷属鱼类的分子系统。；乏 湖南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 玉寸轳争厶呷年 月j 日 湖南师范大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密日。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：埘多节 日期：孵多月， 日 导师签名： 川笠勿日期：渺7 年6 月日 i 中r q 筒鲷属鱼类的分子系统 第一章前言与研究背景 鲈形目( p e r c i f o r m e s ) 是辐鳍鱼纲中的一个目，因鳍一般具鳍棘， 又名棘鳍类( a c a n t h o p t e r y g i i ) 。现存4 0 的鱼属于鲈形目，因此它是 脊椎动物中最大的目，共有7 0 0 0 多个种，其形状、大小各异，在几 乎所有的水中生态环境都有出现。鲈形目鱼类绝大多数是海产鱼，一 般分布在温热带海区，其中很多是经济鱼类，仅少数如鲈科、丽鲷科 等生活在淡水水域。中国产的鲈形目鱼类共分9 1 科约1 0 31 种。其中 南海种类最多，超过1 0 0 0 余种，东海次之，约6 0 0 种，黄、渤海种 类最少，约3 0 0 余种。南海沿岸地区主要养殖的贻科鱼类( 包括石斑 鱼类) 、笛鲷科鱼类、鲷科鱼类和石鲈科鱼类都属于鲈形目。笛鲷属 ( l u t j a h h s ) 鱼类隶属鲈形目( p e r c i f o r m e s ) 笛鲷科( l u t j a n i d a e ) ，广 泛分布于热带、亚热带岩礁区及其周边海域，大多为近底层肉食性鱼 米【l j 入0 分子系统学( m o l e c u l a rp h y l o g e n e t i c s 或m o l e c u l a rs y s t e m a t i c s ) 是 指利用分子生物学方法研究生物的分类、系统进化和物种形成的规 律，可为深入分析群体遗传结构、保护和合理利用生物多样性等提供 坚实基础。近年来国家对海洋研究的投入不断加大，正推动我国在海 洋鱼类相关领域快速发展。本研究室对中国笛鲷属鱼类进行了较长期 的分子系统学研究，取得了一些成绩，但仍存在许多问题需要加以进 一步的研究。 1 1 笛鲷属鱼类分子系统学研究中尚待解决的问题 综合分析已有的笛鲷属鱼类分子系统学的研究资料，作者认为笛 鲷属的分子系统学研究已经积累了大量的数据，有了相当的基础，但 仍存在以下问题： ( 1 ) 物种分类问题没有得到很好的研究解决 笛鲷属鱼类在巾困海域分布着多少种，目前仍没有定论。这一方 而源于笛鲷类形态学分类存在较大困难【2 j ，我围海洋鱼类研究起步又 相对较晚，已有形态学分类资料间不仅物种数差异大，而且对各物种 的捕述也存在较人的差异。如王以康1 9 5 8 年著鱼类分类学显示有 1 4 种笛鲷f 3 l ；朱元鼎等1 9 6 3 年主编的东海鱼类志描述东海分布有 洲南师范人学博十学位论文 红鳍笛鲷、勒氏笛鲷、画眉笛鲷三种，且这三种笛鲷南海也有分布1 4 1 ； 张春霖等1 9 6 2 年合著的南海鱼类志显示中国南海分布有1 4 币1 t 笛鲷 【5 】，但与鱼类分类学的物种组成不一致；成庆泰等1 9 8 7 年主编的 中国鱼类系统检索显示有19 种【6 】；祝茜19 9 8 年著中国海海洋鱼 类种类名录列出有2 8 种【7 】；陈清潮等2 0 0 2 年编著南海群岛至华南 沿岸的鱼类列出有1 7 种笛鲥【8 1 。另一方面，尽管已有分子系统学研 究指出中国海域马拉巴笛鲷和奥氏笛鲷存在于中国海域，揭示出了以 往资料中存在的红鳝笛鲷( e r y t h r o p t e r u s ) 与红笛鲷( 厶s a n g u i n e u s ) 是 同种异名等一些分类问题，但是由于研究的重心多集中在系统进化分 析方面，没有能很好的利用分子生物学手段回答物种多样性的问题。 郭昱嵩指出【9 1 ：形态学检索上有记载的笛鲷种类在采样过程中未 能发现的可能原因有三：a 该种类的笛鲥在中国近海海域不常见， 由于研究时间和力度不够未能采集到( 如五带笛鲷等) ；b 该种类笛 鲷已经灭绝；c 检索可能存在错误( 如红笛鲷、高额笛鲷等) 或未 使用有效名( 如金带笛鲷等) 。作者认为要最大限度的解决笛鲷属的 物种分类问题，除了扩大采样范围、加大采样量：还需加强传统形态 学与现代分子生物学手段的融合。 ( 2 ) 系统进化研究仍有待加强。 s a r v e r 等在1 9 9 6 年已利用1 2 sr r n a ( 1 2 s ) 矛i l c y t o c h r o m eb ( c y t6 ) 构建了1 5 种大西洋笛鲷科鱼类的系统进化树【l0 1 。我国直至l j 2 0 0 1 年才 由本研究室易乐飞等利用r a p d 技术对红鳍笛鲷等3 种最常见笛鲷的 进行特异标记的研究1 1 1 】。由于我国相关研究起步较晚，加上珊瑚礁 鱼类的本土化程度较高，大西洋与太平洋的物种组成差异明显，大 量的工作需要补充【眨】。本研究室的主要工作有刘丽等对金焰笛鲷和 金带笛鲷进行r a p d 分析【1 3 1 。肖翔等对另4 种笛鲷属鱼类m t d n a 的 r f l p 研究，揭示了这四种笛鲷的亲缘关系与系统发生【1 4 1 。王中铎 等通过对另5 种笛鲷属鱼类m t d n a 及c w6 基因片段的r f l p 分析，对 其进行种问系统发育的比较研究i 1 。g u o 等利用线粒体d n a 基因区 段构建了1 2 种笛鲷属鱼类的系统进化树【1 6 1 。同期，国内外其他研究 团队也对笛鲷属进行了系统进化研究。张俊彬等以南沙群岛采获的 11 种筲鲷属的后期仔鱼为材料，通过a f l p 电泳图谱的比较构建系统 中m 筒鲷属f f i 类的分子系统学 进化树【1 7 】。朱世华等从细胞色素b 基因序列探讨了笛鲥属9 个种的 分子系统发生关系【1 8 1 。m i l l e r 等利用1 6 sr r n a ( 1 6 s ) 和 f6 对印度 洋一太平洋海域的2 7 种常见笛鲷科鱼类进行了系统进化分析 1 9 1 。 总结以上关于中国海域笛鲷属系统进化研究，基本明确如下几 占 、 a 分子系统进化树分成两大支，即红鳍笛鲷( e r y t h r o p t e r u s ) 、 紫红笛鲷( la r g e n t i m a c u l a t u s ) 、马拉巴笛鲷( lm a l a b a r i c u s ) 和千 年笛鲷( s e b a e ) 等聚在一大支，而其余物种为另一大支。 b 分子系统树体现出的亲缘关系与形态特征中的体型、体色等存 在较明显的相关性。由于与我国传统的鱼类形态学分类系统相比， a l l e n 的分类系统在强调鳞式、头骨和背鳍鳍式同时，也注重将体型、 体表条带以及体色作为基本特征，g u o 等1 6 1 和z h a n g 等【2 0 】提出我国的 笛鲷属鱼类分类有必要对a l l e n 的形态学分类系统予以借鉴，以便不 断完善我国的鱼类形态学研究。 c 按照统一的分子钟标准，分歧时间的推算和比较表明与大西洋 海域分布的笛鲷相比，中国南海笛鲷分化较早、分歧较大【1 8 1 。 然而，中国笛鲷属鱼类的系统进化研究在以下方面还有待进一步 提高： a 研究的物种数目较少，而且某些被研究的物种命名等存在疑问， 影响了结果的准确性。 b 由于实验条件限制，大多数的研究仅仅依靠单基因短片段的分 析，有必要进行补充验证。 c 线粒体d n a 在杂交分析方面的不足导致一些遗留问题。比如： 利用线粒体d n a 基因序列构建的系统树中红鳍笛鲷的部分个体与紫 红笛鲷聚成一支，经分析认为很可能是杂交导致。冈此，有必要通过 获取核d n a 序列数据更全面真实地揭示笛鲷属的系统进化历程。 ( 3 ) 分子系统学前沿的物种形成机制问题有待探讨。 物种多样性与系统进化的分析都只能展示物种形成过程的结果 和历程，却无法回答驱使物种形成的机制问题。在笛鲷属已积累的分 子系统学数据基础上，有望结合繁殖习性、食性等生态学和海洋地理 学等数据进行分析，初步对其物种形成机制进的探讨。 油| | 钉师范人学博十学化论文 1 2d n a 条码( d n a b a r c o d i n g ) 与笛鲷属的分类研究 从分子系统性角度看，以d n a 序列为媒介与国内外同行交流比 较可能是解决笛鲷属的分类学问题的理想办法。 d n a 序列辅助分类已经有3 0 多年的历史，被认为足一个理想的 辅助形态学分类的手段。但由于不同实验室使用的d n a 序列区段不 同，致使可比性缺乏，严重阻碍了d n a 序列辅助分类的进程。因此， 在2 0 0 3 年h e b e r t 等提出利用线粒体d n a 细胞色素c 氧化酶i 基因 ( c o x l ) 部分片段作为条码构建动物识别系统设想【2 ，次年“t h e b a r c o d eo f l i f ed a t as y s