摘 要 貓兒山小鯢(Hynobius maoershanensis)已知僅分布于廣西貓兒山國家級自然保護區(qū)。2022 年3 月,在廣西壯族自治區(qū)桂林市全州天湖國家濕地公園(26°6'21″ N,110°54'14″ E;1 680 m)采集到小鯢標本,經(jīng)鑒定為貓兒山小鯢,這是繼2006年于貓兒山保護區(qū)首次發(fā)現(xiàn)后的第2處分布新紀錄。基于線粒體16S rRNA基因和COI基因片段進行系統(tǒng)發(fā)育分析,表明新紀錄所采小鯢標本與貓兒山原產(chǎn)地標本相聚構(gòu)成單系,遺傳距離0. 5%,進一步更新了貓兒山小鯢的分布海拔范圍,較之前記錄的分布海拔1 966 m以上降至1 680 m,提示該種有更廣闊的生態(tài)位,這一發(fā)現(xiàn)對今后該物種的科學管理及保護具有重要意義。
關(guān)鍵詞:貓兒山小鯢;DNA條形碼技術(shù);新紀錄
中圖分類號:Q958. 1 文獻標識碼:A 文章編號:2310 - 1490(2024)- 02 - 0441 - 07
DOI:10.12375/ysdwxb.20240226
小鯢屬(Hynobius)是亞洲特有的有尾兩棲動物,現(xiàn)已知31種,占全科物種數(shù)(65種)的47. 7%[1?3],我國現(xiàn)有小鯢屬物種12種,包括東北小鯢(H. leechii)、中國小鯢(H. chinensis)、楚南小鯢(H. sonani)、臺灣小鯢(H. formosanus)、觀霧小鯢(H. fucus)、阿里山小鯢(H. arisanensis)、義烏小鯢(H. yiwuensis)、安吉小鯢(H. amjiensis)、掛榜山小鯢(H. guabangshanensis)、貓兒山小鯢(H. maoershanensis)、南湖小鯢(H. gla?cialis)和虛竹小鯢(H. bambusicolus)[3],其中,貓兒山小鯢為廣西壯族自治區(qū)的特有種[4],分布十分狹窄,僅分布于廣西貓兒山國家級自然保護區(qū)海拔2 000 m的森林沼澤地及周邊地區(qū),附近的植被多為鐵杉(Tsuga chinensis)和南方山頂矮林,棲息地植被繁茂。該物種對繁殖棲息地要求嚴格,僅在水質(zhì)清澈的靜水潭中繁殖產(chǎn)卵[5]。該物種頭較大,略扁;頭長大于寬;吻端圓,無唇褶;犁骨齒為“V”形;頭體光滑,頸褶明顯;背部中央從頭至尾基部有縱行嵴溝;掌和指、踱和趾均無掌突和踱突;前足4 指,后足5趾;體背面顏色一般為黑色或淺紫棕色,無斑紋;體腹、側(cè)呈灰色,散布許多白色小斑點;雄性肛部隆起,前緣有小乳突,肛孔縱裂,雌性肛孔呈圓形[5?7]。
2022年3月,在廣西桂林市全州天湖國家濕地公園湖泊淺水區(qū)采集到小鯢標本(圖1)(標本號TH22001,雌性)。由于小鯢屬物種均有其獨特的形態(tài)學特征,且變態(tài)發(fā)育過程中幼體與成體的形態(tài)特征差異較大,常因形態(tài)特征不穩(wěn)定等主觀因素影響鑒別[8?9]。鑒于DNA條形碼技術(shù)在物種鑒定方面的準確有效性[10],通過擴增和測序COI和16S rRNA兩種DNA條形碼序列,對全州天湖新紀錄物種進行鑒定,同時結(jié)合形態(tài)學特征進行鑒定,確定新紀錄種為貓兒山小鯢,這是繼2006年于廣西貓兒山國家級自然保護區(qū)首次發(fā)現(xiàn)貓兒山小鯢后的第2 處分布新紀錄。
1 材料與方法
1. 1 試驗材料
標本采自廣西全州天湖國家濕地公園湖泊淺水區(qū)(26°6'21″ N,110°54'14″ E)。標本采用斷尾法取樣,保存在100%乙醇中用于DNA提取,剩余標本固定在10% 福爾馬林中,隨后轉(zhuǎn)移至75% 乙醇溶液中,現(xiàn)保存于廣西師范大學廣西珍稀瀕危動物生態(tài)學重點實驗室。
1. 2 DNA 提取、擴增及測序
采用Sanger測序法,利用Ezup柱式動物組織基因組DNA抽提試劑盒對樣品進行DNA提取,通過對樣品的16S rRNA 基因序列(5'-CGCCTGTTTATCAAAAACAT-3')、COI 基因序列(5'-GGTCAACAAATCATAAAGATATTG-3')進行PCR 擴增[11],1% 瓊脂糖電泳檢測、膠回收等步驟,對擴增的PCR產(chǎn)物進行檢測及純化,使用3730XL測序儀對PCR產(chǎn)物測序,將獲得的COI基因序列在GenBank中進行BLAST[12]比對,所得序列已上傳到GenBank(16S rRNA序列:OQ586670;COI基因:OQ587615)。
1. 3 系統(tǒng)發(fā)育分析
從GenBank中下載小鯢屬部分物種的16S rRNA及COI基因序列,所有分析物種的序列相關(guān)信息如表1所示,以商城肥鯢(Pachyhynobius shangchengen?sis)、極北鯢(Salamandrella keyserlingii)為外群進行系統(tǒng)發(fā)育分析。序列在BioEdit[13]中采用ClustalW比對。在PhyloSuite[14]中選擇ModelFinder模型進行優(yōu)化。使用MrBayes 3. 2. 6[15]在GTR+1+F模型(2個馬爾可夫鏈并行運行,2×105代)下構(gòu)建貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹,每100代對系統(tǒng)發(fā)育樹進行抽樣,其中初始25% 的采樣數(shù)據(jù)被丟棄。使用MEGA X[16]中的Kimura雙參數(shù)模型計算小倪屬物種間的遺傳距離。
2 結(jié)果
2. 1 形態(tài)特征
標本TH22001體型中等偏小;頭體略長于尾;頭大略扁,頭寬略小于頭長;吻端鈍圓,無唇褶,眼徑略大于鼻間距,鼻孔近吻端;舌橢圓形;犁骨齒呈“V”
形;體表光滑,頸褶明顯,背部有縱行嵴溝,體側(cè)溝肋;軀干及尾根部呈圓柱形,向后逐漸由側(cè)面變扁,尾末端鈍圓,背面體色呈黑色;腹部扁平,腹面及體側(cè)面呈灰色,散布密集白灰色小斑點;掌和指、踱和趾均無掌突和踱突,前足4指,指長順序:Ⅰlt;Ⅳlt;Ⅲlt;Ⅱ,后足5趾,趾長順序:Ⅰlt;Ⅴlt;Ⅱlt;Ⅳlt;Ⅲ;肛孔呈圓形(圖1)。
2. 2 系統(tǒng)發(fā)育分析
使用的16S rRNA基因片段長度為609 bp,比對修剪后長度為436 bp,COI基因片段長度為709 bp,比對修剪后長度為567 bp。16S rRNA和COI基因序列在NCBI中進行BLAST比對,均與貓兒山小鯢序列相似性最高,其中16S rRNA 序列比對相似度為99. 49%,COI序列比對相似度為99. 41%,結(jié)合形態(tài)學特征初步確定該物種為貓兒山小鯢。
分別利用表1 中相關(guān)物種的16S rRNA 序列和COI基因序列構(gòu)建系統(tǒng)進化樹(圖2),兩種系統(tǒng)進化樹都表明本研究所采小鯢標本與貓兒山原產(chǎn)地標本相聚構(gòu)成單系。分子系統(tǒng)發(fā)育分析支持采集于全州天湖的小鯢標本為貓兒山小鯢。
2. 3 遺傳距離
基于Kimura 雙參數(shù)模型,分別用16S rRNA 和COI基因序列計算部分小鯢屬物種的遺傳距離,利用16S rRNA序列計算的結(jié)果表明,本研究所采用的小鯢屬物種間遺傳距離為0. 9%~7. 6%(表2),全州天湖的貓兒山小鯢標本與貓兒山小鯢原產(chǎn)地標本的遺傳距離為0. 5%,小于小鯢屬物種間的遺傳距離。表3顯示COI基因的部分小鯢屬物種間遺傳距離為3. 5%~15. 1%,全州天湖的貓兒山小鯢標本與貓兒山小鯢原產(chǎn)地標本的遺傳距離為0. 5%,同樣小于小鯢屬物種間的遺傳距離。
研究結(jié)果表明,16S rRNA和COI基因序列計算的遺傳距離結(jié)果與上述構(gòu)建的系統(tǒng)進化樹結(jié)果一致,同樣支持采集于全州天湖的小鯢標本為貓兒山小鯢。
3 討論
貓兒山小鯢現(xiàn)有記錄僅發(fā)現(xiàn)于廣西貓兒山國家級自然保護區(qū)海拔1 966 m以上的森林沼澤地及周邊地區(qū),棲息范圍十分狹小,野外種群數(shù)量極低[5,21?22],為貓兒山國家級自然保護區(qū)特有種。本研究新增記錄點為全州天湖國家濕地公園(26°6'21″ N,110°54'14″ E;1 680 m),該記錄分布海拔范圍較之前記錄的1 966 m有所擴大,提示該種有更廣闊的生態(tài)位,隨著生物多樣性調(diào)查和研究不斷深入,新的分布區(qū)有望被發(fā)現(xiàn)。貓兒山和全州天湖國家濕地公園同屬于越城嶺山脈(圖3),越城嶺山脈是云貴高原的東南端、南嶺山系的西北支,高山地區(qū),土壤肥沃,植被繁茂,水資源豐富,常年大霧,相對濕度大[23],兩處記錄分布點的生境特點尤為相似,因而兩地可能有著相似的物種組成,其獨特的山地環(huán)境和適宜氣候也為貓兒山小鯢提供了良好的棲息庇護場所。同時也提示該區(qū)域兩棲動物多樣性此前可能被低估,該區(qū)域也許有著較高的兩棲動物多樣性[24?25]。
我國有尾兩棲類物種的遺傳多樣性水平普遍比較低,主要原因為該種類物種進化緩慢,適應(yīng)性差,因而許多物種數(shù)量驟減,甚至瀕臨滅絕[26],與此同時,人類活動的日益頻繁,導致自然棲息地大面積縮小,環(huán)境污染、自然資源過度開發(fā)等也是造成小鯢科(Hynobiidae)動物衰退和滅絕的重要原因[27]。貓兒山小鯢遷移距離短,對環(huán)境依賴性強,適應(yīng)力弱,近年來,由于人類活動的影響和全球氣候的變化,導致其種群數(shù)量也在不斷減少[22],而貓兒山與全州天湖國家濕地公園均屬于旅游景區(qū),人為活動頻繁,旅游設(shè)施的建設(shè)等因素對棲息地環(huán)境的破壞力度不容小覷,隨著人類活動等因素影響的持續(xù)惡化,貓兒山小鯢的生存狀況堪憂。此次在全州天湖國家濕地公園發(fā)現(xiàn)該物種,填補了貓兒山小鯢現(xiàn)有紀錄單一分布的空缺,對今后研究貓兒山小鯢的地理分布和演化具有重要意義。
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