厚蟹遺傳多樣性與分類地位的研究.pdf

1、本文以分布于中國沿海的厚蟹(天津厚蟹、側足厚蟹、日本厚蟹、伍氏厚蟹)及方蟹總科的其他6種蟹類為研究對象，采用多變量形態(tài)度量學及線粒體DNA測序技術，對厚蟹的群體遺傳學及分子系統(tǒng)學進行了研究，旨在揭示厚蟹的遺傳多樣性及其種間的分子系統(tǒng)發(fā)育關系，并通過16S rRNA序列分析對厚蟹的分類地位做出評價。 對10群體天津厚蟹和側足厚蟹33項形態(tài)比例參數進行了3種多元分析和差異系數(CD)的計算。聚類分析并沒有把原本分屬于2個種的天津厚蟹

2、6個群體和側足厚蟹4個群體作為2個種而分開，而是除側足厚蟹泉州群體外的9個群體聚類到一起，10個群體之間的歐氏遺傳距離也表明它們之間有著較近的親緣關系。判別分析結果顯示，除側足厚蟹泉州群體(88.9％)和天津厚蟹塘沽群體(75.0％)的判別準確率較高外，其余8個群體的判別準確率均較低，且綜合判別準確率僅為較低的63.4％，說明各群體之間的形態(tài)差異較小，從形態(tài)上難以將它們區(qū)分開。主成分分析的結果表明，天津厚蟹和側足厚蟹的10個群體基本重疊

3、在一起，也說明它們之間的的形態(tài)差異較小。差異系數(CD)值均小于亞種分類的閾值1.28，表明它們之間的形態(tài)差異仍然是屬于不同地理種群的差異，還沒有達到亞種水平。在同域分布的寧波天津厚蟹和寧波側足厚蟹群體中出現下眼緣隆脊(突起)介于二者之間的中間過渡類型。提示天津厚蟹和側足厚蟹有可能交配并產生后代，從另一個方面表明，天津厚蟹和側足厚蟹可能是同一個物種。 對中國厚蟹的12S rRNA、16S rRNA和COI基因序列進行了測定，并同

4、Genbank中其他厚蟹的序列進行了比較分析，探討了厚蟹的分子系統(tǒng)進化關系。在上述3個基因片段中，天津厚蟹和側足厚蟹二者均有許多個體(其中很多個體分布在不同地域)共享同一單倍型，具有相同的序列。因此，基因序列的相同揭示天津厚蟹和側足厚蟹應為同一種蟹類。3個基因的NJ法和MP法構建的系統(tǒng)進化樹顯示天津厚蟹和側足厚蟹的10個群體的所有個體或單倍型首先聚到一起，成為獨立的1支，且都具有很高的支持率，也支持二者為同一物種。日本厚蟹和伍氏厚蟹之間

5、12S rRNA基因、16S rRNA基因和COI基因的凈遺傳距離(分別為4.07％、2.14％、10.91％)非常顯著地小于其他厚蟹種間的凈遺傳距離(最小的也分別為9.46％、5.12％、17.00％)，表明二者的親緣關系很近；3個基因的NJ法和MP法構建的系統(tǒng)進化樹也顯示日本厚蟹和伍氏厚蟹先于其他種類聚到一起，且都具有很高的支持率。此結果與形態(tài)學分類相一致，即厚蟹分為2個亞屬，日本厚蟹和伍氏厚蟹歸屬于仿厚蟹亞屬(Helicana)，

6、其他厚蟹歸屬于厚蟹亞屬(Helice)。由于仿厚蟹亞屬和厚蟹亞屬的蟹類在外形上的差異較大，而且本研究的分子數據也表明二者之間存在著很大的遺傳差異，因此，建議將此2亞屬提升為屬。 三齒厚蟹與天津厚蟹和側足厚蟹之間的16S rRNA基因凈遺傳距離是所有厚蟹之間最小的，為1.42％，甚至與天津厚蟹和側足厚蟹(如Hap2與Hap4之間的遺傳距離為1.15％)單倍型之間的遺傳距離相近；如此小的遺傳差異，正如其形態(tài)非常相似一樣，表明它們之間

7、有著很近的親緣關系，意味著三齒厚蟹與天津厚蟹和側足厚蟹分化的時間最晚。三齒厚蟹與天津厚蟹和側足厚蟹之間的16S rRNA基因差異小于1.5％，屬于種內差異范圍，因此有可能是同一物種。 AMOVA.分析的結果顯示，天津厚蟹組群和側足厚蟹組群間的分子差異為-3.05％(P=0.53)，組群內群體間的分子差異占34.15％(P<0.01)，群體內的分子差異占68.90％(P<0.01)：表明，組群間即天津厚蟹和側足厚蟹之間的遺傳分化不

8、顯著(ФCT=-0.031；P>0.05)，分子差異主要存在于組群內群體間(Фsc=O.331；P<0.01)和群體內。也就是說，天津厚蟹和側足厚蟹兩個物種之間的分子差異不顯著甚至小于其群體之間的分子差異。該結果與天津厚蟹和側足厚蟹的形態(tài)學及分子系統(tǒng)學分析的結果一致，進一步表明天津厚蟹和側足厚蟹應為同一個物種，至于雄性下眼緣隆脊(突起)在二者之間的差異應視為形態(tài)上的2種不同的表型。 在天津厚蟹和側足厚蟹群體內存在著2個明顯的單倍

9、型類群，這2個單倍型類群間的分化發(fā)生于更新世中期，更新世冰期的氣候變遷導致海平面下降使西北太平洋邊緣海之間產生隔離，有可能成為2個單倍型類群之間發(fā)生分化的原因。2個單倍型類群在地域上的分布頻率具有明顯的差異。AMOVA分析及群體間分化指數F<,ST>值均顯示，天津厚蟹和側足厚蟹群體間及群體內存在明顯的群體遺傳結構；該結果提示，盡管天津厚蟹和側足厚蟹的幼體具有較強的潛在擴散能力，但天津厚蟹和側足厚蟹群體間的基因交流卻非常有限。核苷酸不配對

10、分布分析和中性檢驗的結果表明，2個單倍型類群都經歷過群體擴張。在東海同時出現2個單倍型類群，很可能是由于末次冰盛期過后在中國東海新的棲息地上群體重建引起的。厚蟹和方蟹總科的其他6種蟹類的16S rRNA基因分子數據表明，厚蟹與兩種近方蟹的遺傳距離都顯著地小于與其他方蟹之間的遺傳距離。而采用NJ法構建的系統(tǒng)進化樹的拓撲結構也顯示，所有的厚蟹與屬于弓蟹科的肉球近方蟹和絨螯近方蟹聚為一支；屬于相手蟹科的2種相手蟹聚為一支；屬于方蟹科的白紋方蟹