基于线粒体控制区和微卫星标记探讨秦岭细鳞鲑物种有效性

文章基于线粒体控制区基因序列和微卫星标记比较秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis Li)、黑龙江流域的尖吻细鳞鲑(Brachymystax lenok Pallas)和钝吻细鳞鲑(Brachymystax tumensis Mori)的分子遗传差异,为澄清其分类地位争议提供分子证据。结果表明:(1)扩增217个样本的mtDNA D-loop区序列,共获得45个单倍型,类群间无共享单倍型;基于单倍型构建的系统进化树显示三个细鳞鲑类群呈独立的支系;(2)基于14个呈多态性位点的遗传分化结果表明,秦岭细鳞鲑与尖吻或钝吻细鳞鲑之间的遗传距离均大于尖吻细鳞鲑和钝吻细鳞鲑之间的遗传距离;(3)基于线粒体D-loop和多态性微卫星位点计算出的遗传分化系数(F_ST)都远高于0.25表明三个类群间的遗传分化程度极高。这些结果表明,秦岭细鳞鲑与黑龙江流域细鳞鲑之间遗传分化程度高,结合前期发现秦岭细鳞鲑与黑龙江细鳞鲑类群有明显形态分化的研究结果及它们之间地理隔离已久的现状,研究初步判定秦岭细鳞鲑为独立物种,并建议以Brachymystax tsinlinge...     

基于线粒体DNA控制区序列变异探讨黑龙江和图们江细鳞鲑属鱼类的分类地位

基于细鳞鲑属Brachymystas鱼类的线粒体DNA控制区基因序列变异,对分布于黑龙江水系中国境内的尖吻细鳞鲑(sharp-snouted lenok)和钝吻细鳞鲑(blunt-snouted lenok),及分布于图们江的图们江细鳞鲑B.tumensis进行分子系统关系研究,为进一步确定黑龙江水系2种细鳞鲑的分类学地位、有效命名及图们江细鳞鲑物种地位性提供分子生物学依据.分布于黑龙江水系的细鳞鲑种群在系统发育树中明显构成2个独立的进化分支,分别对应可经形态鉴别而差异显著的尖吻细鳞鲑和钝吻细鳞鲑,平均序列分歧为1.9%,在属内已达到种间分化水平;图们江细鳞鲑与尖吻细鳞鲑的呼玛河、乌苏里江、奎勒河等种群共同构为1个进化分支,与尖吻细鳞鲑的序列分歧(平均为1.2%)远低于与钝吻细鳞鲑的序列分歧(平均为2.2%).结合形态学的初步研究结果(图们江细鳞鲑的主要形态特征偏向于尖吻细鳞鲑),不支持图们江细鳞鲑独立种的分类地位,建议为尖吻细鳞鲑B.lenok的同物异名,也不支持普遍认为的钝吻细鳞鲑的有效学名为B.tumensis,其有效命名还待商榷,暂属未定名种.综上所述,基于基因序列分析的遗传学结果进一步验证了形态学的分类结论,即在黑龙江水系细鳞鲑属有2个独立的种,分别为尖吻细鳞鲑B.lenok和钝吻细鳞鲑B.sp.,而图们江细鳞鲑B.tumensis应归为尖吻细鳞鲑B.lenok的同物异名.     

黑龙江流域两种细鳞鲑的形态学比较及其分类地位初探

对比研究了分布于我国黑龙江流域具钝吻和尖吻两种形态特征的细鳞鲑,其主要形态学性状的显著差异达到种间分化水平.细鳞鲑属Brachymystax在中国应有两个种,分别为图们江细鳞鲑B.tumensis(具钝吻特征)和细鳞鲑B.lenok(具尖吻特征).     

秦岭细鳞鲑(Brachymystax tsinlingensis)与细鳞鲑(Brachymystax lenok)当年幼鱼几何形态学特征的比较

秦岭细鳞鲑(Brachymystaxtsinlingensis)和细鳞鲑(Brachymystax lenok)为近缘种,均为国家Ⅱ级重点保护野生动物,对二者当年幼鱼几何形态学特征的比较可为物种鉴定与保护、增殖放流等提供重要依据。为探究当年幼鱼的形态差异,运用Tps软件建立薄板样条模型,比较了24项相对几何形态学特征的差异并进行了主成分分析。结果表明：二者的整体结构框架背景网格在头部、背部、尾部和腹部均呈现不同程度的弯曲,细鳞鲑的头部稍尖;秦岭细鳞鲑的13项相对几何形态学特征与细鳞鲑存在显著差异(P<0.05),如背鳍基部长度(C4/C1)、臀鳍基部长度(C13/C1)、眼径(C20/C1)、头高(C25/C1)大于细鳞鲑(P<0.05),而胸鳍基部至吻端的相对距离(C16/C1)小于细鳞鲑(P<0.05)。主成分分析显示,秦岭细鳞鲑与细鳞鲑在PC1和PC2水平上仅个别样本出现重叠分布,两物种的样本相对集中。总之,秦岭细鳞鲑与细鳞鲑当年幼鱼的几何形态学特征具有显著种间差异,特别是头部和尾部特征。     

秦岭细鳞鲑栖息地环境特征研究

为研究秦岭细鳞鲑（Brachymystax lenok tsinlingensis）的栖息地环境选择偏好,对陕西陇县秦岭细鳞鲑国家级自然保护区和甘肃秦州珍稀水生野生动物国家级自然保护区内25个样点进行了鱼类采样和生境测量。共采集到130尾秦岭细鳞鲑样本,样点的平均分布密度为（0.10±0.07）尾/m,两个保护区内秦岭细鳞鲑的密度存在显著性差异（P < 0.05）。与秦岭细鳞鲑密度分布呈正相关的因子依次为坡度、跌水区密度、海拔、粗糙度、遮蔽度、底栖动物生物量和流速,与密度呈负相关的环境因子依次为河宽、水深和溶氧。冗余性分析（RDA）筛选了坡度、粗糙度、遮蔽度、海拔和跌水区5个关键环境因子。基于关键环境因子的实测值建立了栖息地适合度曲线,秦岭细鳞鲑分布的最适坡度范围为5%-10%,海拔分布范围为1500-2000 m,粗糙度范围0.3-0.4;跌水区密度范围12-18个/100 m,遮蔽度在0.5以上。     

秦岭细鳞鲑耗氧率和窒息点的初步研究

对两种不同体重规格的秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)的耗氧率、耗氧量及窒息点进行了测定,结果表明,秦岭细鳞鲑的耗氧率随温度的升高而增加,随体重的增加而减小;耗氧量和窒息点随温度的升高和体重的增加而增加。温度在10~18℃范围内,平均体重25.15 g的秦岭细鳞鲑的平均耗氧率为1.113 mg/g.h,平均耗氧量为9.244 mg/尾.h;平均体重45.93 g的秦岭细鳞鲑平均耗氧率为0.856mg/g.h,平均耗氧量为13.104 mg/尾.h。在10~20℃温度范围内,体重15.30 g的秦岭细鳞鲑,窒息点为(1.487±0.04)mg/L,平均体重48.36 g的秦岭细鳞鲑窒息点为(1.830±0.03)mg/L。在同一适温(14℃)条件下,秦岭细鳞鲑耗氧率呈明显的昼夜变化规律,夜间耗氧率明显大于白天。     

细鳞斜颌鲴三个群体形态差异

将传统形态学数据与现代框架数据相结合,分析了细鳞斜颌鲴3个群体(龙窝湖群体、梁子湖群体和淮河群体)的形态差异,探讨了它们的形态亲缘关系。方差分析表明,3个群体间8个可数性状参数差异不显著(P0.05)。聚类分析显示,龙窝湖群体与梁子湖群体首先聚为一类,然后再与淮河群体相距。在28个测量参数中挑选7个对判别贡献较大的参数建立判别函数,判别效果极显著(P0.01),判别准确率93.55%～100%,综合判别率96.81%,通过判别函数可将这3个群体很好地区分开。主成分分析概括出方差贡献率较大的3个主成分,累计方差贡献率为82.99%。主成分1主要反映鱼体躯干部的形态变化,方差贡献率52.83%;主成分2主要反映鱼体头部的形态变化,方差贡献率22.22%;主成分3主要反映鱼体尾柄部的形态变化,方差贡献率7.94%。主成分1和2二维平面图显示,虽然龙窝湖群体和梁子湖群体有少量重叠区域,但3个群体还是可以清晰分开的。3个群体间形态性状的差异系数均小于1.28,群体间尚未达到亚种差异水平。     

秦岭细鳞鲑群体遗传结构

秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)是秦岭地区特有鱼类,近年来由于环境恶化及人类活动的加剧,已对其造成严重影响,种群处于濒危状态,因此研究秦岭细鳞鲑的群体遗传结构、演化历史、分布动态等对其进行有效保护具有重要意义。本研究用线粒体D-loop区序列对秦岭地区6个群体(n=112)进行了遗传结构和群体演化分析。D-loop区扩增出的891bp序列在112个个体中,检测到42个变异位点,共26个单倍型;碱基序列总的单倍型多样度较高为0.883,核苷酸多样度为0.00799。AMOVA分析显示,60.05%的分子差异位于群体内,39.95%的分子差异位于群体间,Fst值统计检验表明,除那布大河群体与漳河群体和千河群体之间差异不显著之外,其余两两群体之间Fst值统计检验均为显著。系统树和单倍型网络图分析表明,6个地理群体的单倍型按照渭河上游和渭河中游两个河段形成两个大的类群,且5个群体共享一个单倍型H2,表明这些群体具有相同的演化历史,为同一个祖先群体演化而来。中性检验和歧点分布显示,秦岭细鳞鲑种群大小保持相对稳定,未经历明显的种群扩张。同时建议将渭河上游秦岭细鳞鲑群体作为一个整体进行重点保护。     

不同脂肪源对细鳞鲑生长、脂质代谢及抗氧化性能的影响

配制4种含有鱼油(FO)、菜籽油(CO)、棕榈油(PaO)和大豆油(SO)的饲料投喂初始体重为(22.19±1.10) g的细鳞鲑幼鱼52d, 探讨不同脂肪源对细鳞鲑(Brachymystax lenok)幼鱼生长、脂质代谢及抗氧化性能的影响。结果显示, 增重率、特定生长率和饲料效率均以鱼油和大豆油组最高, 棕榈油组次之, 菜籽油组最低, 其中大豆油组与鱼油组无显著差异(P>0.05)。不同脂肪源对细鳞鲑幼鱼肌肉粗成分无显著影响(P>0.05)。摄食大豆油的细鳞鲑可以明显提升肌肉中的22:6n-3含量, 表明细鳞鲑具有将18:3n-3转化为22:6n-3的能力, n-3 系列脂肪酸是细鳞鲑起主要作用的必需脂肪酸。与鱼油相比, 植物油脂导致了细鳞鲑血清中甘油三酯含量的显著升高以及胆固醇含量的显著降低, 肝脏中ACC1和FAS的mRNA表达量明显下调, 以及Δ6 Fad的mRNA表达量的明显上调(P<0.05)。投喂不同脂肪源饲料的细鳞鲑肝脏ROS、MDA、GPx含量以及TBARS值发生明显变化(P<0.05)。研究结果表明鱼油和大豆油可作为细鳞鲑幼鱼饲料的脂肪源, 而棕榈油和菜籽油不适宜作为细鳞鲑幼鱼的单一脂肪源。     

陕西太白山细鳞鲑的一新亚种

1962年8月16日到9月10日,笔者曾到秦岭。在太白山峯的东侧和南侧,采得细鳞鲑标本四十余尾,经研究认为是一新亚种,现描述如下: 秦岭细鳞鲑Brachymystax lenok tsinlingensis,新亚种 当地名 花鱼,五色色。     

秦岭细鳞鲑代谢及低氧耐受能力对温度驯化的响应

为考察秦岭细鳞鲑（Brachymystax lenok tsinlingensis）代谢及低氧耐受能力对温度驯化的响应,将实验鱼于6℃、12℃和18℃下驯化4周后,采用密闭式呼吸代谢测定仪对其静止代谢率（Resting metabolic rate,RMR）和临界氧压（Critical oxygen press,P_crit）等参数进行测定。结果发现,RMR随驯化温度升高而升高,在6-12℃、12-18℃温度内,RMR的Q₁₀值分别为2.59和2.77,表明该物种对温度的敏感性较高;P_crit值随驯化温度升高而升高且与RMR显著正相关,在驯化温度范围内（6-18℃）,P_crit提升了76.2%。研究结果提示:秦岭细鳞鲑应对低氧环境的生理可塑性较差,在高温下RMR增加可能是导致其低氧耐受能力降低的内在机制之一。     

温度和重复测定对秦岭细鳞鲑快速启动反应、游泳性能及力竭后代谢特征的影响

在全球气候变暖背景下,冷水性鱼类的温度适应性备受关注。秦岭细鳞鲑(Brachymystax lenok tsinlingensis)是目前世界上分布最南端的两种鲑科鱼类之一,为国家Ⅱ级重点保护水生野生动物。尽管温度是决定该物种生存与分布的关键因子,然而其热生物学相关研究至今鲜见报道。研究考察了驯化温度(6℃、12℃和18℃)和重复测定对秦岭细鳞鲑生态相关的重要指标如快速启动反应、游泳性能及力竭后代谢特征的影响。结果发现:(1)快速启动反应时滞(Latency time,Tlatency)随温度升高而变短(P<0.05),但温度和重复测定对反应率(Reaction rate,R)无显著影响(P>0.05);(2)温度对步法转换速度(Gait transition speed,Ugait)和匀加速游泳速度(Constant acceleration test speed,Ucat)影响显著(P<0.05),重复测定对Ugait和Ucat无显著影响(P>0.05);(3)温度对日常代谢率(Routine metabolic rate, RMR)和最大代谢率(Maximum metabolic rate, MMR)影响显著(P<0.05)、对代谢空间(Metabolic scope,MS)无显著影响(P>0.05),重复测定对MMR和MS均无显著影响(P>0.05);(4)低温驯化方向(6—12℃)生理参数的Q10值较大,而高温驯化方向(12—18℃)生理参数的Q10值较小。研究结果提示:(1)高温下秦岭细鳞鲑快速启动反应更为迅速,但该物种对低强度机械刺激主要采用静息而非逃逸的策略;(2)秦岭细鳞鲑游泳性能对温度变化的敏感性较高,游泳性能的最适温度估计介于12—18℃之间;(3)秦岭细鳞鲑具备较好的代谢恢复与重复运动能力,但总体上游泳性能较弱,可能易受生境水温和水流环境变化的限制。     

秦岭细鳞鲑人工繁育群体与野生群体遗传变异分析

研究利用线粒体DNA（细胞色素b基因序列和D-loop区序列）序列对秦岭细鳞鲑（Brachymystax lenok tsinlingensis）野生群体和人工繁育群体的种群遗传结构进行了分析。结果表明, 在86个个体扩增出的线粒体D-loop区730 bp片段中, A+T含量（63.5%）明显高于G+C含量（36.5%）。Cyt b基因序列扩增1141 bp, A+T含量（52.8%）明显高于G+C含量（47.2%）。野生群体43个个体共检测到18个单倍型, 繁育群体43个个体中共检测到24个单倍型, 两个群体共享8个单倍型; 秦岭细鳞鲑野生群体的单倍型多样性和核苷酸多样性（h=0.9070.026; =0.002870.00074）低于繁育群体（h=0.9170.035; =0.003490.00083）, AMOVA分析显示, 98.37%的分子差异位于群体内, 1.63%的分子差异位于群体间, 两群体之间的遗传分化水平较低（Fst=0.01631, P=0.1075; Nm=30.16）。采用邻接法构建的系统发育树和单倍型网络图分析表明, 各群体内的个体不形成单系群, 两者之间互有交叉。总之, 秦岭细鳞鲑野生群体与繁育群体之间基因交流充分, 未出现遗传分化。       

Morphometric and meristic variation in Galician threespine stickleback populations,northwest Spain

Synopsis We evaluated morphological differentiation among populations of threespine stickleback, Gasterosteus aculeatus, from the Limia and Miño basins (Galicia, NW Spain), the river Karup (Denmark) and Aiguamolls de l’Empordà (Girona, northeast Spain), using multivariate analysis of morphometric and meristic characters. Multivariate discriminant analysis and hierarchical cluster analysis uncovered significant differences among the four main groups, between the two groups from Galicia and among populations within the Miño basin. The stickleback from Galicia differed from the Danish group in head and body armour characters. Between the Miño and Limia groups, we found differences in both head and body proportions as well as in number of gill rakers. Within the Miño basin populations varied with respect to head and body armour traits and the number of lower gill rakers. Clustering analysis divided these populations into two groups based on the latter trait: fish from the upper section of river Miño and tributaries (a lower number of lower gill rakers) and fish from the central and lower reaches of the river. Overall, morphometric traits were more useful than meristic ones; however, the two types of data provided congruent information about the morphological differentiation of stickleback populations.     

On the diversity of fishes in mountain lakes of the Amur basin

Results of the study of 11 lakes situated in the mountainous part of the Amur River basin are reported. Six fish species, namely, blunt-snouted lenok Brachymystax tumensis, Baikal-Lena grayling Thymallus baicalolenensis, Siberian stone loach Barbatula toni, Lagowski’s minnow Rhynchocypris lagowskii, Czekanowski’s minnow Rh. czekanowskii, and Amur sculpin Cottus szanaga, were found in five lakes. Four species were found in one lake (Lake Pereval’noe, basin of the Amgun’ River), and two species were found in each of the remaining lakes. Lenok and Amur sculpin were the most common species. The fauna of Lake Okonon (basin of the river Zeya) was the most specific and did not have analogs among the lake faunas; Czekanowski’s minnow and Baikal black grayling were found in this lake. The lenok ecotype that formed in the mountain lakes differed from the river lenok in some regards. The potential pathways of formation and protection of mountain lake ichthyocenoses of the Amur basin are discussed.     

Phylogenetic relationships of Sakhalin taimen Parahucho perryi inferred from PCR-RFLP analysis of mitochondrial DNA

RFLP analysis of three amplified mtDNA fragments (Cytb/D-loop, ND1/ND2, and ND3/ND4L/ND4) was performed in the following taxa: Parahucho perryi, Hucho taimen, Brachymystax lenok, B. tumensis, Salmo salar, Salvelinus leucomaenis, and S. levanidovi. For mtDNA of P. perryi, a substantial decrease in the haplotype and nucleotide diversity was observed as a result of random genetic drift, caused by a reduction in the effective population size. Nucleotide divergence estimates between the mtDNA haplotypes were determined. Sakhalin taimen P. perryi was found to be approximately equally diverged from S. salar and from the charrs of the genus Salvelinus, by 11.0 and 10.0%, respectively. The divergence between P. perryi and H. taimen constituted 14.6%, between P. perryi and lenoks of the genus Brachymystax, 14.2%, and between H. taimen and Brachymystax, 7.7%. The analysis of possible phylogenetic relationships of the mtDNA from P. perryi among the group of taxa examined confirmed validity of the genus Parahucho. Phylogenetic reconstructions performed showed that robustness of the trees constructed for the complex of phylogenetically informative characters over three mtDNA fragments was considerably higher than that of the trees constructed for individual genes.