沙塘鳢科鱼类的系统发育和中国沙塘鳢群体遗传现状分析

沙塘鳢科鱼类的系统发育和中国沙塘鳢群体遗传现状分析
沙塘鳢科鱼类分布于东亚,虽然是虾虎鱼亚目分化史上较为重要的部分,但研究者未对其产生足够的重视。

沙塘鳢科鱼类与大多数的虾虎鱼存在着显著差异,它们的体型更粗壮、形态特化程度小、且仅生活于淡水中。

最近的研究证实,沙塘鳢科与溪鳢科的亲缘关系更近。

但沙塘鳢科内部的系统发育关系未见系统研究。

沙塘鳢科有多少属,目前还未知。

沙塘鳢科鱼类的系统发育关系仍未理清。

本研究中,我们采集了 41尾样本,代表了除老挝怪沙塘鳢属外的所有沙塘
鳢科已知属。

同时也包含疑是沙塘鳢科物种的海南华黝鱼以及6科的14种外群。

我们通过靶基因富集和高通量测序收集了 4,434单拷贝核苷酸编码基因的测序数据。

沙塘鳢科的系统发育树被重建,沙塘鳢科是单系群且溪鳢科是其姐妹群的观点得以证实。

本研究通过系统发育关系和肩带特征验证了新沙塘鳢属、华黝鱼属和海南华黝鱼确实属于沙塘鳢科。

根据形态和分子方面的证据,我们以海南华黝鱼为模式物种建了一新属,命名为细齿黝鱼属(Microdous)。

根据系统发育树,沙塘鳢科分为两大支:细齿黝鱼属与小黄黝鱼属和华黝鱼属形成的一支构成姐妹群;沙塘鳢属则与鲈塘鳢属和新沙塘鳢属所形成的分支关系更近。

我们基于100个最符合分子钟模型的基因数据和3块化石信息,对沙塘鳢科鱼类的分化时间进行估算。

同时,应用RASP和BioGeoBEARS重建该科的祖先分布区域。

结果显示,沙塘鳢科鱼类的共同祖先起源于约30百万年前的中国南方。

地形、气候变化和河流袭夺可能导致了沙塘鳢科鱼类的分化和地理分布。

为
厘清沙塘鳢属的分类学问题,我们采集47尾沙塘鳢属样本构建了系统发育关系,证实了暗色沙塘鳢和中华沙塘鳢均为有效种。

同时,也证实了沙塘鳢属是单系群,且与新沙塘鳢属和鲈塘鳢属构成姐妹群。

沙塘鳢属的系统发育关系如下:暗色沙塘鳢和斜口沙塘鳢构成一支,这一支最先分化,中华沙塘鳢和海丰沙塘鳢构成一支随后形成,平头沙塘鳢单独分化,鸭绿沙塘鳢是河川沙塘鳢和断纹沙塘鳢的姐妹种。

祖先分布区域重建结果显示,沙塘鳢属的祖先分布范围较广,包含中国东南部、朝鲜半岛南部和日本等。

随着地理隔离的产生,该属鱼类在这些地区独立进化并在冰川期存在着短暂的淡水联系。

为评估中国沙塘鳢的群体遗传结构和遗传多样性,我们重建了中国三种沙塘鳢不同地理种群间的进化关系,发现河川沙塘鳢、中华沙塘鳢和鸭绿沙塘鳢均存在着遗传分化。

同时基于大量单核苷酸多态性位点数据,对三种沙塘鳢进行了群体遗传结构分析,发现河川沙塘鳢大致有3个群体;中华沙塘鳢分为4个群体;鸭绿沙塘鳢则有着两大群体。

群体遗传结构的形成与各种群所处水系(长江、鸭绿江)的环境变化,如河面宽度、水流流速、泥沙含量等有密切的关系。