貴州桐梓發(fā)現(xiàn)大別山林蛙

程彥林，劉京，陳龍，雷詩(shī)融，鄒家偉，張霞，李仕澤

(茅臺(tái)學(xué)院資源環(huán)境系，貴州仁懷564500)

蛙屬Rana廣泛分布于歐亞大陸和美洲，目前該屬已報(bào)道51種(Frost，2020)，其中，中國(guó)記錄分布25種，貴州省記錄分布6種，分別為昭覺(jué)林蛙R.chaochiaoensis、徂徠林蛙R.culaiensis、峨眉林蛙R.omeimontis、威寧蛙R.weiningensis、鎮(zhèn)海林蛙R.zhenhaiensis和寒露林蛙R.hanluica(中國(guó)兩棲類(lèi)，2020)。昭覺(jué)林蛙分布在貴州西部(伍律等，1986)，徂徠林蛙分布在貴州黃平等地(肖寧等，2019)，峨眉林蛙分布在貴州東部和北部(費(fèi)梁等，2012)，威寧蛙分布在貴州西部威寧、水城等地(劉承釗等，1962)，鎮(zhèn)海林蛙分布在貴州梵凈山和雷公山(張雷等，2010；陳繼軍等，2014；魏剛等，2017)，寒露林蛙分布在貴州梵凈山和雷公山(陳繼軍等，2017；魏剛等，2017)。

2019年7月，在貴州桐梓黃蓮自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行兩棲動(dòng)物調(diào)查時(shí)，于保護(hù)區(qū)內(nèi)(107°2′37.31″E，28°29′31.95″N，海拔1 666 m)采集到蛙屬成體標(biāo)本2號(hào)(表1)，經(jīng)形態(tài)學(xué)比較和系統(tǒng)發(fā)育分析，鑒定為大別山林蛙R.dabieshanensis，為貴州省兩棲動(dòng)物新記錄。本文對(duì)其形態(tài)特征及生態(tài)習(xí)性進(jìn)行描述，并初步探討其形態(tài)特征的地理變異，為蛙屬物種的系統(tǒng)學(xué)和譜系地理學(xué)研究提供了新信息。

表1 樣品信息表Table 1 Information of samples used in this study

1 材料與方法

1.1 材料

2號(hào)標(biāo)本取肌肉組織保存于95%乙醇中，標(biāo)本浸泡于10%福爾馬林溶液中，保存于茅臺(tái)學(xué)院生物學(xué)標(biāo)本室。

1.2 形態(tài)鑒定與測(cè)量

對(duì)2號(hào)標(biāo)本使用游標(biāo)卡尺(200 mm，精度0.01 mm；無(wú)錫錫工量具有限公司)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量依據(jù)《中國(guó)兩棲動(dòng)物檢索及圖鑒》(費(fèi)梁等，2005),并參照《中國(guó)兩棲動(dòng)物及其分布彩色圖鑒》(費(fèi)梁等，2012)進(jìn)行形態(tài)鑒定。

1.3 分子鑒定

以高鹽法提取肌肉組織的DNA。利用引物P7和P8(Simonetal.，1994)PCR擴(kuò)增16SrRNA基因部分片段(528 bp)并測(cè)序。PCR擴(kuò)增條件和步驟參照Chen等(2017)。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)電泳檢測(cè)后，大小符合要求的產(chǎn)物交上海生工生物公司測(cè)序。所得序列上傳到GenBank，登錄號(hào)為MT911420和MT911421。

在GenBank中下載蛙屬部分物種和蛙科Ranidae部分相近物種的16SrRNA基因，結(jié)合本次采集標(biāo)本所測(cè)序列，進(jìn)行分子系統(tǒng)發(fā)育分析。以寶興樹(shù)蛙Zhangixalusdugritei、黑斑側(cè)褶蛙Pelophylaxnigromaculatus為外群(Wangetal.，2017)。所有序列在Clustal X v1.8(Thompsonetal.，1997)中進(jìn)行比對(duì)，采用貝葉斯法(Bayesian-Inference，BI)重建系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。建樹(shù)之前，利用jModeltest v2(David，2008)基于AIC標(biāo)準(zhǔn)選擇最適核苷酸替代模型。貝葉斯法運(yùn)算中馬爾科夫鏈的蒙特卡羅方法(Markov chain，MonteCarlo process)設(shè)置為4條鏈(3條冷鏈1條熱鏈)同時(shí)運(yùn)行，共運(yùn)行10 000 000代，每100代抽樣一次，共得到100 001個(gè)樣本及其相對(duì)的似然值和模型參數(shù)。在運(yùn)行500 000代后，似然值趨于穩(wěn)定，舍棄最初的500 000代(5 000個(gè)樣本)，用剩余的樣本構(gòu)建一致樹(shù)，并獲得系統(tǒng)樹(shù)的支系結(jié)構(gòu)和各支系的后驗(yàn)概率。用MEGA v6.0(Tamuraetal.，2013)中的Kimura雙參數(shù)模型計(jì)算表1中所列蛙屬物種間的遺傳距離。

2 結(jié)果

2.1 形態(tài)描述

本次采集標(biāo)本為成體雄性(TZ20160714018、TZ20160714019)，體型較大，體長(zhǎng)53.9 mm和54.8 mm，其他部位量度見(jiàn)表2。吻端鈍尖，頭長(zhǎng)略大于頭寬，吻棱明顯，瞳孔橢圓、橫置，鼓膜明顯，呈圓形，舌后端有明顯缺刻。前臂粗壯，手指纖細(xì)，指端鈍圓不膨大，指長(zhǎng)序3>4>1≈2，內(nèi)掌突橢圓形，小而明顯，無(wú)外掌突；后肢細(xì)長(zhǎng)，左右跟部重疊明顯，脛跗關(guān)節(jié)貼體前伸達(dá)眼至鼻孔之間，趾長(zhǎng)序4>3>5>2>1，趾端無(wú)溝，趾間具2/3蹼，趾關(guān)節(jié)下瘤明顯:第四趾3個(gè)，第二、三、五趾各2個(gè)，第一趾1個(gè)。背部皮膚光滑，呈金色，背部有黑色斑點(diǎn)，背側(cè)褶明顯，從眼后角到腹股溝。生活時(shí)前肢、大腿、脛骨背側(cè)面有灰褐色橫紋，雄性婚墊灰褐色(圖1，圖2)。比較此次所采集的林蛙標(biāo)本和其他蛙屬物種的形態(tài)鑒定特征，發(fā)現(xiàn)本次采集的標(biāo)本形態(tài)特征與大別山林蛙模式產(chǎn)地標(biāo)本相符。

表2 貴州桐梓大別山林蛙成體標(biāo)本形態(tài)量度Table 2 Morphometric measurements of adult Rana dabieshanensis in Tongzi,Guizhou Province

2.2 系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和遺傳距離

PCR擴(kuò)增獲得線粒體16SrRNA基因片段長(zhǎng)度為520 bp。T、C、A、G含量分別是25.9%、23.8%、29.7%、20.7%，A+T含量高于G+C。本文所用最適核苷酸替代模型為GTR+G+I。

基于貝葉斯算法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)顯示，采自桐梓的林蛙標(biāo)本與大別山林蛙模式產(chǎn)地(安徽大別山)的標(biāo)本聚為一支，且有較高的支持率(0.98)。基于Kimura雙參數(shù)模型估算本研究中所采用的蛙屬部分物種的遺傳距離(表3)為1.2%～14.8%，平均遺傳距離為8.1%。桐梓所采的林蛙標(biāo)本與大別山林蛙模式產(chǎn)地標(biāo)本間的遺傳距離為0.6%～0.8%，遠(yuǎn)小于蛙屬物種間的遺傳距離。通過(guò)形態(tài)比較，在桐梓采集的林蛙標(biāo)本與大別山林蛙原始文獻(xiàn)(Wangetal.，2017)的描述吻合，系統(tǒng)發(fā)育分析也支持采自桐梓的林蛙標(biāo)本與大別山林蛙關(guān)系較近。

因此，結(jié)合形態(tài)比較與分子系統(tǒng)學(xué)分析結(jié)果，確定采集于桐梓的林蛙標(biāo)本為大別山林蛙，為貴州省兩棲動(dòng)物分布新記錄。

2.3 生境描述

本次采集的大別山林蛙標(biāo)本分布在桐梓黃蓮自然保護(hù)區(qū)海拔1 650～1 700 m溪溝邊樹(shù)林茂密的草叢中，標(biāo)本發(fā)現(xiàn)時(shí)在草叢邊的道路上(圖4)。與其同域分布的兩棲類(lèi)有棘腹蛙Quasipaaboulengeri、峨眉樹(shù)蛙Zhangixalusomeimontis、經(jīng)甫樹(shù)蛙Zhangixaluschenfui和斑腿泛樹(shù)蛙Polypedatesmegacephalus等。

3 討論

蛙屬物種在中國(guó)廣泛分布，大多數(shù)物種間形態(tài)較為相似，因此在野外很難對(duì)其進(jìn)行鑒定(費(fèi)梁等，2012)。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，采用形態(tài)比較結(jié)合分子系統(tǒng)學(xué)分析對(duì)物種進(jìn)行鑒定的方法已廣泛應(yīng)用。

目前貴州省記錄的蛙屬物種6種，即昭覺(jué)林蛙、徂徠林蛙、峨眉林蛙、威寧蛙、鎮(zhèn)海林蛙和寒露林蛙(中國(guó)兩棲類(lèi)，2020)。本文通過(guò)GenBank下載貴州已有報(bào)道的林蛙及其近緣種的16SrRNA序列，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，計(jì)算遺傳距離，發(fā)現(xiàn)本文采集的標(biāo)本和貴州省有記載分布的昭覺(jué)林蛙、徂徠林蛙、峨眉林蛙、威寧蛙、鎮(zhèn)海林蛙和寒露林蛙的遺傳距離分別為3.8%、1.2%、3.8%、14.8%、1.2%和2.5%，和大別山林蛙模式產(chǎn)地標(biāo)本的遺傳距離僅為0.6%和0.8%，僅較鎮(zhèn)海林蛙與徂徠林蛙間的遺傳距離大(0.4%)，遠(yuǎn)小于其他蛙屬物種的遺傳距離。但有研究認(rèn)為徂徠林蛙與鎮(zhèn)海林蛙處于物種分化過(guò)程中的并系階段，其物種分化還未完全完成(楊寶田等，2013)。因此，本文遺傳距離比較不將徂徠林蛙和鎮(zhèn)海林蛙納入。

采自桐梓的林蛙標(biāo)本與貴州已記載的6種蛙屬物種在形態(tài)上也存在明顯差異。頭體長(zhǎng)53.9～54.8 mm，可區(qū)別于威寧蛙(35 mm左右)；無(wú)雄性線，區(qū)別于峨眉林蛙(有雄性線)和昭覺(jué)林蛙(有粉紅色雄性線)；顳褶明顯，區(qū)別于徂徠林蛙(細(xì)弱)、鎮(zhèn)海林蛙(弱)、寒露林蛙(弱)和峨眉林蛙(不顯)；趾端圓，趾端無(wú)溝，區(qū)別于威寧蛙的趾端吸盤(pán)小，具腹側(cè)溝；后肢貼體前伸達(dá)眼至鼻孔之間，區(qū)別于徂徠林蛙、鎮(zhèn)海林蛙、峨眉林蛙的后肢貼體前伸達(dá)鼻孔前方，威寧蛙的達(dá)鼻孔和吻端之間，寒露林蛙和昭覺(jué)林蛙的超過(guò)吻端。本次采集的大別山林蛙和模式產(chǎn)地標(biāo)本在形態(tài)上也存在一些差異，桐梓的指長(zhǎng)序?yàn)?>4>1≈2，大別山的為3>1>4>2。但本次樣本數(shù)量有限，上述差異是否為適應(yīng)不同的環(huán)境而導(dǎo)致的形態(tài)變異，還有待采集標(biāo)本進(jìn)行論證。

大別山林蛙為中國(guó)特有種，此前報(bào)道在我國(guó)的分布僅限于安徽岳西縣鷂落坪自然保護(hù)區(qū)，海拔1 150 m 左右的山區(qū)(Wangetal.，2017)。此次在貴州省桐梓縣黃蓮自然保護(hù)區(qū)內(nèi)(海拔 1 666 m)發(fā)現(xiàn)大別山林蛙，豐富了其分布信息，以及拓寬了對(duì)該物種分布海拔的認(rèn)識(shí)。