梁日深 譚佳瑜 梁志剛 薛 濤 方浩航 吳灶和
(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院, 生命科學(xué)學(xué)院, 廣州 510225)
印度-西太平洋胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)DNA條形碼及分子系統(tǒng)進(jìn)化研究
梁日深 譚佳瑜 梁志剛 薛 濤 方浩航 吳灶和
(仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院, 生命科學(xué)學(xué)院, 廣州 510225)
為探討COⅠ基因作為條形碼在胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)物種鑒定的可行性, 研究測(cè)定了胡椒鯛亞科8種魚(yú)類(lèi)51個(gè)個(gè)體線(xiàn)粒體COⅠ基因長(zhǎng)度為651 bp的序列, 利用MEGA 5.0計(jì)算胡椒鯛亞科種內(nèi)與種間的遺傳距離,基于最大似然法與貝葉斯法構(gòu)建了系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)。結(jié)果顯示: 胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)種間平均遺傳距離(0.142)顯著大于種內(nèi)平均遺傳距離(0.003), 物種間遺傳距離均大于Hebert推薦的物種鑒定最小種間遺傳距離0.020(2%)。系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)上, 同一物種不同個(gè)體間均能形成獨(dú)立的單系分支, 表明 COⅠ基因可作為胡椒鯛亞科物種鑒定的有效條形碼基因。研究同時(shí)揭示, 在形態(tài)分類(lèi)上被認(rèn)為是同種異名的兩種胡椒鯛(條紋胡椒鯛與東方胡椒鯛)的COⅠ基因序列差異達(dá)到0.070, 有可能是兩個(gè)獨(dú)立的物種。此外, 在屬級(jí)水平, 少棘胡椒鯛屬與胡椒鯛屬種類(lèi)之間的平均遺傳距離小于胡椒鯛屬內(nèi)部種間的遺傳距離, 支持少棘胡椒鯛歸屬于胡椒鯛屬的觀點(diǎn)。
DNA條形碼; COⅠ基因; 胡椒鯛亞科; 系統(tǒng)分類(lèi)
胡椒鯛亞科(Plectorhynchinae)隸屬鱸形目Perciformes鱸亞目 Percoidei仿石鱸科Haemulidae,包括胡椒鯛屬(Plectorhinchus), 少棘胡椒鯛屬(Diagramma)以及磯鱸屬(Parapristipoma), 廣泛分布于印度洋及太平洋西部溫帶, 亞熱帶及熱帶沿海及島礁海域, 是重要的海洋經(jīng)濟(jì)食用及觀賞性魚(yú)類(lèi)。世界上胡椒鯛亞科種類(lèi)共記錄30余種, 中國(guó)約8—12種, 主要分布在南海[1—4]。
胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)是一類(lèi)外部形態(tài)會(huì)隨著個(gè)體發(fā)育逐漸變化的特殊類(lèi)群, 幼魚(yú)與成魚(yú)在體色和斑紋上存在巨大差別。基于傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分類(lèi)方法, 許多物種難以準(zhǔn)確鑒定, 導(dǎo)致目前形態(tài)學(xué)分類(lèi)資料中物種命名十分混亂[1—6]。而在分子水平鑒定上, 關(guān)于胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)的分子系統(tǒng)分類(lèi)研究還沒(méi)見(jiàn)報(bào)道, 僅在部分石鱸科魚(yú)類(lèi)系統(tǒng)進(jìn)化分析研究涉及零星的胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi), 如朱世華等[7]利用Cyt b基因分析5種仿石鱸科魚(yú)類(lèi); 任崗等[8]利用16S rRNA序列分析了 11種仿石鱸科魚(yú)類(lèi)以及國(guó)外 Sanciangco等[9]與 Tavera等[10]利用多個(gè)分子標(biāo)記分析北美海域的 30多種仿石鱸科魚(yú)類(lèi)的分子系統(tǒng)進(jìn)化等, 其研究涉及的胡椒鯛亞科數(shù)目很少, 且重點(diǎn)分析內(nèi)容均放在其他類(lèi)群, 對(duì)于胡椒鯛亞科物種分類(lèi)的數(shù)據(jù)分析十分缺乏, 關(guān)于胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)的系統(tǒng)性的分類(lèi)與鑒定研究依然存在巨大空白。
近年來(lái), DNA條形碼(DNA Barcoding)技術(shù)在分子系統(tǒng)進(jìn)化, 物種快速鑒定上引起越來(lái)越多的關(guān)注。DNA條形碼是通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)目的基因的DNA序列分析從而進(jìn)行物種鑒定的技術(shù)[11,12]。在魚(yú)類(lèi)中該基因是線(xiàn)粒體細(xì)胞色素C氧化酶亞基Ⅰ(COⅠ)基因5′端一段長(zhǎng)度為648 bp的片段, 它能在分子水平上成功區(qū)分物種, 為生物的分類(lèi)提供一種快速簡(jiǎn)便、可信可靠的分類(lèi)方法[32]。目前, 世界各地已經(jīng)開(kāi)展了不同地理海區(qū)魚(yú)類(lèi)的DNA條形碼研究分析, 在物種保護(hù)與鑒定研究工作中取得了不小的突破[13—15]。
本研究選擇DNA條形碼標(biāo)準(zhǔn)基因——COⅠ作為標(biāo)記, 分析胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)分子系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系,探討 COⅠ基因在胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)物種分子鑒定的有效性, 為解決胡椒鯛亞科形態(tài)分類(lèi)混亂與物種鑒定困難的問(wèn)題提供分子水平的分類(lèi)學(xué)依據(jù), 為今后的相關(guān)模糊物種的分類(lèi)鑒定提供快速便捷鑒定依據(jù)。
1.1 材料來(lái)源
胡椒鯛亞科標(biāo)本材料主要在南海采集。此外,部分世界其他海區(qū)分布的樣品主要由以下單位提供:南非水生物多樣性研究院(South African Institute for Aquatic Biodiversity, SAIAB)、美國(guó)堪薩斯大學(xué)生物
多樣性研究中心(Biodiversity Institute, University of Kansas)、南太平洋島國(guó)新喀里多尼亞努美阿瀉湖水族館(Noumea Aquarium des Lagons)。最后共得到胡椒鯛亞科樣品材料18種(表1)。實(shí)驗(yàn)材料均取肌肉或尾鰭, 于 95%的乙醇固定, 用于實(shí)驗(yàn)室基因組DNA提取。
1.2 總基因組DNA的提取
基因組DNA提取采用改良的酚/氯仿抽提法。提取的DNA溶解于50 μL滅菌水中, 經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè), –20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3 PCR擴(kuò)增及序列測(cè)定
用于擴(kuò)增 COⅠ基因片段序列的引物為 DNA條形碼通用引物: COⅠ-F1: 5′-TCAACYAATCAYAA AGATATYGGCAC-3′, COⅠ-R1: 5′-ACTTCYGGGTGRCCRAARAATCA-3′[16]。PCR反應(yīng)體系為50 μL,其中10×buffer 5 μL, dNTPs (各2.5 mmol/L) 2 μL, 上下游引物各1 μL, Ex Taq酶(1 U/μL) 2 μL。PCR反應(yīng)條件為: 94℃預(yù)變性5min, 94℃變性30s, 60℃退火1min, 72℃延伸1min30s, 35個(gè)循環(huán), 最后72℃延伸10min。PCR產(chǎn)物經(jīng)1.5%瓊脂糖凝膠電泳分離,純化后送到上海英駿生物技術(shù)有限公司進(jìn)行雙向測(cè)序。

表1 實(shí)驗(yàn)材料的種類(lèi)和采集地Tab. 1 The experimental species and the origins
1.4 數(shù)據(jù)分析
所得序列運(yùn)用 BioEdit 軟件查看序列結(jié)果并輔助測(cè)序峰圖進(jìn)行人工校正。利用Clustal W[17]進(jìn)行序列排列比對(duì), 去除兩端冗余序列。利用 MEGA 5.0[18]計(jì)算序列的堿基組成、序列間的堿基變異頻率和轉(zhuǎn)換顛換頻率, 基于Kimura’s 2-parameter模型計(jì)算各物種的遺傳距離。分子系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)利用最大似然法(Maximum likelihood, ML)和貝葉斯法(Bayesian inference, BI)進(jìn)行構(gòu)建。最大似然樹(shù)在PHYML v2.4.4軟件中完成, 分支的置信度采用重復(fù)抽樣分析(Bootstrap analysis)方法, 重復(fù)抽樣的次數(shù)為1000次。貝葉斯法分析在 MrBayes 3.1.2[20, 21]軟件中完成, 隨即選取起始樹(shù), 計(jì)算1000000代, 取樣代數(shù)100, 系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)節(jié)點(diǎn)置信度由后驗(yàn)概率(Posterior probabilities)提供。
2.1 序列分析
本研究中, 所獲得序列是 COⅠ基因 5′端的一段長(zhǎng)度為651 bp的片段, 編碼272個(gè)氨基酸, 無(wú)堿基的插入、缺失。序列堿基組成中A、T、G、C 堿基平均含量分別為 23.1%、27.5%、19.5%、29.9%, 其中 A+T 含量(50.6%)略高于G+C 含量(49.4%)。密碼子第1位4種堿基含量相差不大, 其中G-1含量最高, 占31.3%, 密碼子第2位中, T-2含量明顯高于其他3種, 占41.0%, 密碼子第3位中C-3含量最高,為33.2%, 而G-3含量?jī)H有14.3%, 表現(xiàn)出明顯的反G偏倚(圖1)。在G+C含量中, 密碼子第1位點(diǎn)G+C含量(56.7%)顯著高于第2和第3密碼子位點(diǎn)(43.1% 和 48.4%)。此外, 在長(zhǎng)度為 651 bp序列中, 除去外類(lèi)群, 保守位點(diǎn) 430個(gè), 約占 66.1%; 變異位點(diǎn)221個(gè), 約占34.0%; 簡(jiǎn)約性信息位點(diǎn)183個(gè), 約占28.1%。

圖1 COⅠ基因第一、二、三位密碼子堿基組成Fig. 1 The composition of the 1st, 2nd, 3rd codon of COⅠgene
所有個(gè)體序列核苷酸變異情況見(jiàn)表 2。序列中轉(zhuǎn)換與顛換之比值為3.24 (Kimura 2-parameter模型),轉(zhuǎn)換明顯大于顛換, 顯示這些位點(diǎn)沒(méi)有突變飽和。全部位點(diǎn)中不變位點(diǎn)有 567個(gè), 轉(zhuǎn)換位點(diǎn)有 64個(gè),顛換位點(diǎn)有20個(gè)。其中不變位點(diǎn)屬第2密碼子位點(diǎn)最多, 為 217個(gè); 而轉(zhuǎn)換位點(diǎn)和顛換位點(diǎn)均屬第 3密碼子位點(diǎn)最多, 分別為58個(gè)和19個(gè)(表2)。這可能與密碼子第 3位發(fā)生的堿基替換不易造成氨基酸突變, 第1、第2位點(diǎn)的替換容易引起氨基酸突變有關(guān)。
2.2 種間及種內(nèi)的遺傳距離
基于Kimura 2-parameter模型計(jì)算出18種胡椒鯛亞科種內(nèi)與種間遺傳距離如表 3所示, 在所有胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)中, 種內(nèi)遺傳距離為 0.000—0.010,其中斑胡椒鯛種內(nèi)遺傳距離最大, 為0.010, 其余種類(lèi)種內(nèi)遺傳距離均低于 0.005, 平均遺傳距離為0.003, 顯著低于Hebert等[11]所推薦的物種鑒定最小種間遺傳距離0.020 (2%)。18種胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)種間平均遺傳距離為0.142, 是種內(nèi)遺傳距離的47倍,其中最大種間遺傳距離為查氏胡椒鯛與黑胡椒鯛(0.193); 最小種間遺傳距離為查氏胡椒鯛與紅唇胡椒鯛(0.036), 均大于 Hebert等[11]設(shè)定的 2%的遺傳差異。此外, 歸類(lèi)于少棘胡椒鯛屬的兩種少棘胡椒鯛與胡椒鯛屬的種類(lèi)遺傳距離范圍在 0.084—0.194之間, 平均遺傳距離為0.134, 少于胡椒鯛屬內(nèi)種間的平均遺傳距離0.141。

表2 COⅠ片段堿基轉(zhuǎn)換和顛換數(shù)Tab. 2 Numbers of transition and transversion of COⅠ sequences
2.3 胡椒鯛亞科科魚(yú)類(lèi)分類(lèi)及分子系統(tǒng)樹(shù)
基于所得序列, 采用ML法和BI法, 對(duì)胡椒鯛亞科3個(gè)屬18種魚(yú)類(lèi)51個(gè)個(gè)體構(gòu)建分子系統(tǒng)樹(shù)(圖2), 兩者得到的系統(tǒng)樹(shù)具有相似的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 并且都具有較高的節(jié)點(diǎn)支持率。在進(jìn)化樹(shù)上, 胡椒鯛亞科同種魚(yú)類(lèi)不同個(gè)體均聚為同一分支, 各自形成單系, 節(jié)點(diǎn)支持率為100%。18種魚(yú)類(lèi)大致形成4個(gè)類(lèi)群, 其中磯鱸屬位于石鱸亞科類(lèi)群基部, 種類(lèi)數(shù)量最多的胡椒鯛屬在進(jìn)化樹(shù)上并沒(méi)有形成嚴(yán)格的單系,少棘胡椒鯛屬以較高節(jié)點(diǎn)支持率位于胡椒鯛屬內(nèi)部,與胡椒鯛屬中的斑胡椒鯛與暗點(diǎn)胡椒鯛有較近的親緣關(guān)系。

表3 基于 Kimura-2模型計(jì)算17種胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)COⅠ種內(nèi)遺傳距離(最后一列)及種間平均遺傳距離(下三角) Tab. 3 Pairwise distances among 22 species of for COⅠ sequences based on Kimura-2-Parameter model

圖2 18種胡椒鯛魚(yú)類(lèi)基于COⅠ序列利用最大似然法與貝葉斯法構(gòu)建的分子系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)Fig. 2 The molecular phylogenetic trees of 18 Sweetlips constructed by maximum likelihood and Bayesian inference method, based on CO Ⅰsequences
3.1 DNA條形碼在胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)物種鑒定中的適用性
研究表明, 較大的種間序列差異是對(duì)物種進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定的先決條件[22]。利用 DNA條形碼對(duì)物種進(jìn)行正確分類(lèi)取決于種內(nèi)遺傳距離和種間遺傳距離之間的差異大小, 即條形碼缺口(Barcoding gap)。Hebert等[11]對(duì)11個(gè)門(mén)13320個(gè)物種的COⅠ基因序列進(jìn)行分析, 發(fā)現(xiàn) COⅠ序列間的差異能夠很好地區(qū)分所有研究物種, 其分析得出物種內(nèi)的 COⅠ遺傳距離很少有大于 2%, 大部分的種內(nèi)距離是小于1%。同時(shí), Hebert等[11, 12]提出, 利用COⅠ序列有效地進(jìn)行物種鑒別的關(guān)鍵點(diǎn)是種間的遺傳距離必須大于種內(nèi)的遺傳距離, 并且距離差異大約為10倍。在本研究中18種胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)51個(gè)個(gè)體的種內(nèi)遺傳距離平均值為 0.003, 種間遺傳距離平均值為0.142, 種間遺傳距離是種內(nèi)的47倍。此外, 胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)種內(nèi)遺傳距離范圍為 0.000—0.010, 顯著低于Hebert等[11]所推薦的物種鑒定最小種間遺傳距離0.020 (2%); 而種間遺傳距離范圍為0.036—0.193,大于Hebert設(shè)定的2%的遺傳差異。可知, COⅠ基因序列作為胡椒鯛亞科 DNA條形碼, 可有效進(jìn)行物種的分子鑒定分析。
3.2 基于 DNA條形碼序列胡椒鯛亞科魚(yú)類(lèi)分子系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系分析
本研究基于 COⅠ序列構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù), 胡椒鯛亞科同種魚(yú)不同個(gè)體均可聚在同一分支內(nèi), 形成嚴(yán)格的單系, 不同物種間的聚類(lèi)關(guān)系均擁有較高的支持率。在系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)上, 胡椒鯛亞科中的磯鱸屬分類(lèi)地位最低, 位于進(jìn)化樹(shù)的基部。而種類(lèi)數(shù)目最多的胡椒鯛屬主要形成三個(gè)分支, 分支一的胡椒鯛屬魚(yú)類(lèi)絕大多數(shù)種類(lèi)具有鮮艷的色彩與斑紋, 分支二與分支三的胡椒鯛屬魚(yú)類(lèi), 大多體色單一, 無(wú)鮮艷色彩與斑紋, 進(jìn)化樹(shù)上許多種類(lèi)都以高支持率聚成姐妹種, 結(jié)果可為形態(tài)學(xué)存在爭(zhēng)議的物種分類(lèi)提供分子生物學(xué)證據(jù)[5, 6]。
3.3 P. vittatus與P. orientalis物種有效性分析
目前絕大多數(shù)分類(lèi)資料認(rèn)為條紋胡椒鯛 P. vittatus (Linnaeus, 1758)與東方胡椒鯛 P. orientalis (Bloch, 1793)均為同一個(gè)物種: Oriental sweetlips[23—26]。Satapoomin與Randall[27]研究也指出, P. vittatus與P. orientalis兩者是同種異名, P. vittatus是有效種名[28]。本研究分別獲得鑒定為條紋胡椒鯛與東方胡椒鯛的樣本材料, 其中條紋胡椒鯛標(biāo)本由南非水生生物多樣性研究所(SAIAB)提供, 共 3尾樣本, 采集于西印度洋的塞舌爾群島; 東方胡椒鯛標(biāo)本由作者采集于西沙群島, 共 4尾樣本。基于 COⅠ基因分析表明, 條紋胡椒鯛與東方胡椒鯛的平均遺傳距離為0.070, 顯著高于Hebert等[11]所推薦的最小種間遺傳距離0.020 (2%), 并且大于部分胡椒鯛屬內(nèi)部種間遺傳距離: 如查氏胡椒鯛與紅唇胡椒鯛(0.036)、查氏胡椒鯛與白條胡椒鯛(0.048)等。而兩種胡椒鯛種內(nèi)個(gè)體間平均遺傳距離僅分別為 0.002 與 0.003, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其種間的遺傳距離。這顯示條紋胡椒鯛與東方胡椒鯛在基因上已經(jīng)達(dá)到種以上的分化水平。在進(jìn)化樹(shù)上, 條紋胡椒鯛、東方胡椒鯛的個(gè)體分別聚為一支, 然后兩者再相聚, 進(jìn)化樹(shù)上的枝長(zhǎng)差異清晰把兩種胡椒鯛區(qū)分開(kāi)來(lái)。故基于分子水平的研究結(jié)果, 本研究認(rèn)為, 條紋胡椒鯛與東方胡椒鯛可能是兩個(gè)獨(dú)立的物種, 不應(yīng)該確定為同種異名。
3.4 少棘胡椒鯛屬在胡椒鯛亞科中的系統(tǒng)進(jìn)化地位
基于 COⅠ序列差異分析, 少棘胡椒鯛屬與胡椒鯛屬平均種間遺傳距離(0.134)少于胡椒鯛屬內(nèi)部平均種間遺傳距離(0.142)。并且在個(gè)體上, 大部分胡椒鯛屬與少棘胡椒鯛屬個(gè)體之間的遺傳距離比其自身屬內(nèi)種間的遺傳距離要小很多。在系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)上, 少棘胡椒鯛屬的分類(lèi)地位沒(méi)有獨(dú)立于胡椒鯛屬類(lèi)群之外, 而是位于胡椒鯛屬內(nèi)部, 與斑胡椒鯛和暗點(diǎn)胡椒鯛的種類(lèi)聚在一起, 顯示少棘胡椒鯛與胡椒鯛屬之間很近的親緣關(guān)系。該結(jié)果與近期分子系統(tǒng)分類(lèi)研究一致[8—10], Sanciangco等[8]與Tavera等[9]對(duì)北美仿石鱸科魚(yú)類(lèi)的系統(tǒng)分類(lèi)研究均揭示少棘胡椒鯛位于胡椒鯛屬的內(nèi)部。Tavera等[9]認(rèn)為少棘胡椒鯛屬與胡椒鯛屬應(yīng)該歸為同一個(gè)屬。在形態(tài)上,少棘胡椒鯛屬與胡椒鯛屬的一個(gè)主要形態(tài)差異就是少棘胡椒鯛屬背鰭鰭棘數(shù)比胡椒鯛屬要少, 前者數(shù)目為9—10, 后者為12—14[5, 6, 29—31]。此外, 兩者之間軟鰭條數(shù)目和側(cè)線(xiàn)上鱗數(shù)也存在差別。在分子水平上, 少棘胡椒鯛屬與胡椒鯛屬之間的差異很小,本研究結(jié)果也支持了將少棘胡椒鯛屬歸為胡椒鯛屬的分類(lèi)學(xué)觀點(diǎn)。
參考文獻(xiàn):
[1] Cheng Q T, Zheng B S. Systematic Synopsis of Chinese Fishes [M]. Beijing: Science Press. 1987, 339—341 [成慶泰,鄭葆珊. 中國(guó)魚(yú)類(lèi)系統(tǒng)檢索.北京:科學(xué)出版社. 1987, 339—341]
[2] Shen S J. Fishes of Taiwan [M]. Taibei: Taiwan University Press. 1993, 360—363 [沈世杰. 臺(tái)灣魚(yú)類(lèi)志. 臺(tái)北: 臺(tái)灣大學(xué)出版. 1993, 360—363]
[3] Huang Z G. Species and Distribution of Marine Organisms in China [M]. Beijing: China Ocean Press. 1994, 708—709[黃宗國(guó). 中國(guó)海洋生物種類(lèi)與分布. 北京: 海洋出版社. 1994, 708—709]
[4] Meng Q W, Su J X, Miu X Z. Systematics of Fishes [M]. Beijing: Chinese Agricultural Press. 1995, 636—640 [孟慶聞, 蘇錦祥, 繆學(xué)祖. 魚(yú)類(lèi)分類(lèi)學(xué). 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社. 1995, 636—640]
[5] Mckay R J. Haemulidae. In: Fischer W, Bianchi G (Eds.), FAO Species Identification Sheets for Fishery Purposes. Western Indian Ocean (Fishing Area 51). Vol. 2. FAO, Rome. 1984
[6] Carpenter K E, Niem V H. FAO Species Identification Guide for Fishery Purposes.ISSN 1020—6868. The Living Marine Resources of the Western Central Pacific. Volume 5: Bony fishes part 3 (Menidae to Pomacentridae) [M]. FAO, Rome. 2001, 2961—2989
[7] Zhu S H, Zheng W J, Zou J X, et al. Molecular phylogenetic analysis of five Pomadasyidae fish based on mitochondrial cytochrome b sequences [J]. Journal of Tropical Oceanography, 2006, 25(4): 42—45 [朱世華, 鄭文娟, 鄒記興, 等. 5種石鱸科魚(yú)類(lèi)細(xì)胞色素b基因序列及分子系統(tǒng)分析. 熱帶海洋學(xué)報(bào), 2006, 25(4): 42—45]
[8] Ren G, Zhang Q, Qian K C, et al. Sequence analysis of twelve grunt fishes basedon 16S ribosomal RNA gene fragments [J]. Journal of Tropical Oceanography, 2007, 26(3): 48—52 [任崗, 章群, 錢(qián)開(kāi)誠(chéng), 等. 12種石鱸科魚(yú)類(lèi)線(xiàn)粒體 16S rRNA基因的部分序列分析. 熱帶海洋學(xué)報(bào), 2007, 26(3): 48—52]
[9] Sanciangco M D, Rocha L A, Carpenter K E. A molecular phylogeny of the Grunts (Perciformes: Haemulidae) inferred using mitochondrial and nuclear genes [J]. Zootaxa, 2011, 2966: 37—50
[10] Tavera J, Acero A, Balart E F, et al. Molecular phylogeny of grunts (Teleostei, Haemulidae), with an emphasis on the ecology, evolution, and speciation history of New World species [J]. BMC Evolutionary Biology, 2012, 12: 57
[11] Hebert P D N, Cywinska A, Ball S L et al. Biological identifications through DNA barcodes [J]. Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences, 2003a, 270: 313—322
[12] Hebert, P D N, Ratnasingham S, deWaard J R. Barcoding animal life: cytochrome c oxidase subunit 1 divergences among closely related species [J]. Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences, 2003b, 270: 596 —599
[13] Emre K, Sevan A, Ali˙ S T DNA barcoding common non-native freshwater fish species in Turkey: Low genetic diversity but high population structuring [J]. ?Mitochondrial DNA, 2013, 24(3): 276—?287
[14] Keskin E, Atar H H. DNA barcoding commercially important fish species of Turkey [J]. Molecular Ecology Resources, 2013, 13(5): 788—797
[15] Mao Y T, Gan X N, Wang X Z. DNA Barcodes and molecular phylogeny of Botiinae fishes based on the mitochondrial COⅠgene [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2014, 34(4): 737—744 [毛云濤, 甘小妮, 王緒禎. 基于線(xiàn)粒體COⅠ基因的沙鰍亞科魚(yú)類(lèi)DNA條形碼及其分子系統(tǒng)發(fā)育研究. 水生生物學(xué)報(bào), 2014, 34(4): 737—744]
[16] Ward R D, Zemlak T S, Innes B H, et al. DNA Barcoding Australia’s fish species [J]. Philosophical Transactions of the Royal Society of B-Biological Sciences, 2005, 360: 1847—1857
[17] Thompson J D, Higgins D G, Gibson T J. Clusial W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position specific gap penalties and weight matrix choice [J]. Nucleic Acids Research, 1994, 22(22): 4673—4680
[18] Tamura K, Peterson D, Peterson N, et al. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods [J]. Molecular Biology Evolution, 2011, 28: 2731—2739
[19] Swofford D P. Phylogenetic Analysis Using Parsimony (and Other Methods) Version 10 [M]. Sinauer, Sunderland, MA. 2003
[20] Huelsenbeck J P, Ronquist F. MrBayes: Bayesian inference of phylogeny [J]. Bioinformatics, 2001, 17: 754—755
[21] Ronquist F, Huelsenbeck J P. MrBayes 3: Bayesian phylogenetic inference under mixed models [J]. Bioinformatics, 2003, 19: 1572—1574
[22] Peng J L, Wang X Z, Wang D. et al. Application of DNA barcoding based on the mitochondrial COⅠ gene sequences in classification of Culter (Pisces: Cyprinidae) [J]. Acta Hydrobiologica Sinica, 2009. 33(2): 271—276 [彭居俐, 王緒禎, 王丁, 等. 基于線(xiàn)粒體COⅠ基因序列的DNA條形碼在鯉科 鲌屬魚(yú)類(lèi)物種鑒定中的應(yīng)用. 水生生物學(xué)報(bào), 2009, 33(2): 271—276]
[23] Randall J E, Lim K K P. A checklist of the fishes of the South China Sea [J]. Raffles Bulletin of Zoology Supplement, 2000, (8): 569—667
[24] Gell F R, Whittington B. Diversity of fishes in seagrass beds in the Quirimba Archipelago, northern Mozambique [J]. Marine Freshwater Research, 2002, 53: 115—121
[25] Gillibrand C J, Harris A R, Mara E. Inventory and Spatial Assemblage Study of Reef Fish in the Area of Andavadoaka, South-West Madagascar (Western Indian Ocean) [J].Western Indian Ocean Journal of Marine Science, 2007, 6: 183—197
[26] Unsworth R K F. 2010. Seagrass meadows of the Wakatobi National Park [M]. In: Clifton, J, R K F Unsworth, D J Smith (Eds.), Marine Conservation and Research in the Coral Triangle: The Wakatobi National Park. Nova Publishers. New York. 2010, 101—126
[27] Satapoomin U, Randall J E. Plectorhinchus macrospilus, a new species of thicklip (Perciformes Haemulidae) from the Andaman Sea off southestern Thailand [J]. Phuket Marine Biological Center Research Bulletin, 2000, 63: 9—16
[28] Froese R, Pauly D. FishBase. World Wide Web Electronic Publication www.fishbase.org, version (9/2013)
[29] Randall J E and Lim K K P. A checklist of the fishes of the South China Sea [J]. The Raffles Bulletin of Zoology, 2000, 8(Supplement): 569—667
[30] Ramesh R, Nammalwar P. Database on coastal information of Tamilnadu [M]. Institute for Ocean Management Anna University Chennal-600 025. 2008, 1—132
[31] Shao K T, Ho H C, Lin P L, et al. A checklist of the fishes of southern Taiwan, Northern South China Sea [J]. The Raffles Bulletin of Zoology, 2008, 19(Supplement): 233—171
THE DNA BARCODING, CLASSIFICATION, AND PHYLOGENY OF INDO-WESTERN PACIFIC PLECTORHYNCHINAE
LIANG Ri-Shen, TAN Jia-Yu, LIANG Zhi-Gang, XUE Tao, FANG Hao-Hang and WU Zao-He
(College of Life Science, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China)
To explore whether COⅠsequences could be used as the DNA barcodes in the identification of Plectorhynchinae species, we analyzed the 651 bp COⅠsequences from 51 individuals of 18 Plectorhynchinae fish in this study. The genetic distances between and within species were calculated using MEGA 5.0, and the molecular phylogenetic trees were constructed using the maximum likelihood and Bayesian inference methods. The results showed that the average inter-species genetic distance (0.142) was 47 times higher than the average intra-species genetic distance (0.003). All the interspecies genetic distances were larger than the minimum value 0.020 (2%) suggested by Hebert for the species identification. In the molecular phylogenetic trees, each individual of the same species could form an independent monophyletic group, indicating that COⅠcould be potentially used as an effective barcode gene in the rapid and accurate identification of Plectorhynchinae species. According to the genetic distance values, we found that two Plectorhinchus species, P. orientalis and P. vittatus which were conventionally regarded as synonyms, could be actually two distinct species because of their large COⅠgenetic variations (0.070). The average genetic distance between Diagramma and Plectorhinchus was lower than the values of intra-Plectorhinchus species, which implied that the genetic variation between Diagramma and Plectorhinchus might be below the significant level. This supported the notion that Diagramma could be classified into the Plectorhinchus genus.
DNA barcodes; COⅠgene; Plectorhynchinae; Phylogeny
Q346+.3
A
1000-3207(2015)04-0766-08
10.7541/2015.100
2014-10-08;
2015-01-12
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30972258); 廣東省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201511347028); 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2014A23)資助
梁日深(1984—), 男, 廣東開(kāi)平人; 博士, 講師, 主要研究方向?yàn)樗飳W(xué)。E-mail: cheetahliang@126.com