【摘 要】
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青藏高原东北部地区是高原鳅属物种数量发现最多的地区之一。高原鳅鱼类是分布在青藏高原的鱼类三大类群之一,具有非常重要的生态价值,但是它们的分类学和系统学仍然存在很大争议,大量新种被陆续报道出来。造成这一现象的原因是形态学变异程度较低,以及用于物种鉴定的形态解剖学特征所提供的系统发育信息相对贫乏,存在大量的隐存种。在设置高密度采样点的基础上,本研究旨在通过形态学、DNA条形码和多种物种定界方法,对甘肃
【基金项目】
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农业农村部资源监测项目“西北地区重点水域渔业资源与环境调查”; 甘肃省农业农村厅专项 “甘肃渔业资源创新利用及健康养殖技术研究与示范(No:GARS-TSYZ-1)”;
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青藏高原东北部地区是高原鳅属物种数量发现最多的地区之一。高原鳅鱼类是分布在青藏高原的鱼类三大类群之一,具有非常重要的生态价值,但是它们的分类学和系统学仍然存在很大争议,大量新种被陆续报道出来。造成这一现象的原因是形态学变异程度较低,以及用于物种鉴定的形态解剖学特征所提供的系统发育信息相对贫乏,存在大量的隐存种。在设置高密度采样点的基础上,本研究旨在通过形态学、DNA条形码和多种物种定界方法,对甘肃省高原鳅属鱼类的隐存多样性进行评估,并对发现的新种进行了描述,探索了祁连山的隆升和气候振荡对该地区高原鳅属鱼类种群进化的影响,并比较分析了不同生态型的鱼类对盐碱胁迫的适应机制。1.对采集的1630尾标本的形态特征和DNA条形码进行了鉴定和比较分析,共鉴定出22个形态物种,其中20个种被认为是有效的本地物种,2个未被描述的新种。综合分子方法估计总共有24个分类实体被发现,其中一个岷县高原鳅隐存种和一个粗壮高原鳅隐存种。14个物种形成了明显的DNA条形码簇,这使得它们能够利用分子物种界定方法进行可靠的识别。由于存在物种分化时间较短、分类地位存在争议或存在杂交等原因,剩余的10个亲缘关系密切的物种不能被DNA条形码技术区别开。以上结论强调了将传统分类法与分子方法相结合以正确识别物种的必要性。2.在祁连山地区采集到了11种高原鳅属鱼类,其中酒泉高原鳅和重穗唇高原鳅广泛分布在祁连山北坡的各条河流中。利用线粒体DNA基因、3个核基因和11对微卫星标记,研究了祁连山地区高原鳅属鱼类的遗传结构、系统发育关系和系统地理学特征。发现各物种之间呈高度的世系分化,特有种遗传多样性较低。重穗唇高原鳅不同地理群体之间呈现出一定程度的异地适应分化,并且这与河流水系的变迁紧密相关。除酒泉高原鳅在青藏高原末次冰期期间(0.025 Ma)发生了种群扩张事件外,其它物种在近期历史上群体大小保持稳定,未出现显著的种群扩张。重穗唇高原鳅和酒泉高原鳅分别在祁连山西东两侧起始展现出了两条相对方向的物种扩散路线。青藏高原隆升的地质构造事件及第四纪冰期反复的气候动荡对祁连山地区高原鳅属鱼类的遗传结构产生了很大影响,促进了高原鳅属鱼类的遗传分化,形成了一些地方特有物种。3.根据形态学和分子生物学分析,鉴定高原鳅属一新种——泾河高原鳅(Triplophysa jingheensis sp.nov.)。具有如下形态特征与同属其他种类相区别:第一鳃弓内侧鳃耙数为7~8;头长/眼间距为2.6~3.3;脊椎骨4+38~39枚;尾柄长为尾柄高的2.0~2.6倍;鳞片稀少,残留鳞片自尾柄沿侧线分布到背鳍之前,且隐藏于皮下,不易被明显观察到;侧线不完整,靠近尾鳍基部的侧线孔少;背鳍后缘微凹;腹鳍基部起点相对背鳍基部起点稍前;尾鳍后缘深凹或叉形;背部在背鳍前后各有4~5块黑色大横斑;腹鳍末端远不达肛门。系统发育分析支持了泾河高原鳅的单系性,与其他高原鳅属鱼类的遗传差异已达到种级分化。泾河高原鳅与其它同属物种在形态和分子上的差异表明其物种分类地位,因此泾河高原鳅被认为是一个独立的物种。4.两种不同生态型的重穗唇高原鳅共检测到8002个差异表达基因,其中3558个基因上调表达,4444个基因下调表达。这些差异表达基因包括渗透压调节的基因(如kcng1、P2RX7、ttc26、itm2bb)、参与脂肪代谢相关基因(MOGAT2、acetyl-Co A carboxylase-like、fatty acid desaturase 2-like)、参与免疫应激相关基因(C型溶菌酶、LIM结合蛋白、金属硫蛋白、?防御素2基因、MHC基因)。筛选了其中8个基因进行RT-q PCR验证,证明了转录组数据的可靠性。通过GO功能分类和KEGG代谢通路分析发现,重穗唇高原鳅的多项生命活动表现出适应性,多条生物学途径参与了盐碱胁迫的应激反应,如应激反应、离子调控、脂质代谢、能量代谢、生殖代谢和免疫应激等,提示了适应盐碱水生态型的重穗唇高原鳅可能从渗透压调节、代谢反应、免疫反应等多方面应对盐碱胁迫。综上所述,甘肃省高原鳅属鱼类的物种多样性水平被低估,隐存种的发现揭示出对高原鳅属进行分类修订的必要性。祁连山地区高原鳅属鱼类物种分化与高原隆升的地质事件和第四纪冰期紧密相关。重穗唇高原鳅从渗透压调节、代谢反应、免疫反应等方面适应盐碱环境。
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