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珠江所在地理尺度影响鱼类DNA条形码有效性方面取得重要进展
2022-06-14 18:04:33  来源:珠江水产研究所

近日,珠江水产研究所珠江渔业资源调查与评估创新团队在国际分子生态学领域经典刊物《Molecular Ecology》(IF2021=6.185,中科院生物学TOP1区)发表了题为“Large-scale DNA barcoding of the subfamily Culterinae (Cypriniformes: Xenocyprididae) in East Asia unveils a geographical scale effect, taxonomic warnings and cryptic diversity”【中文题目:大尺度DNA条形码研究揭示了东亚地区鲌亚科鱼类的地理尺度效应、分类警示和隐存多样性】的研究论文。该研究得到国家重点研发计划蓝色粮仓重点专项(2018YFD0900902和2018YFD0900903)、中国水产科学研究院基本科研业务费(2020TD-10 and 2020ZJTD-04)等项目资助。珠江所为论文第一完成单位,陈蔚涛助理研究员为论文的第一作者,Nicolas Hubert教授和李捷研究员为论文的通讯作者。

DNA条形码技术是分类学研究的重要辅助手段,早期的大部分DNA条形码研究局限于相对狭小的地理尺度范围,因此大部分研究结果均支持分子与形态的高匹配率。然而,地理尺度的扩大将携带更多的遗传变异,可能导致同一物种的种内遗传距离将会变大、不同物种之间的种间遗传距离变小,进而影响DNA条形码的有效性(种内、种间遗传距离是DNA条形码鉴定成功与否的关键参数)。目前,关于地理尺度对DNA条形码有效性影响方面的证据极其匮乏,在水生生物方面更是鲜见报道。珠江所与法国发展研究所、海南省海洋与渔业科学研究院、河南师范大学等单位合作,在东亚地区116个采样站位获得了42种(亚种)鲌亚科鱼类共计1511条条形码序列,综合遗传距离估算、方差分析、物种界定分析、系统发育分析等手段,首次揭示了地理尺度对水生生物类群DNA条形码有效性的影响,探讨了东亚地区鲌亚科鱼类在分类上存在的潜在问题,挖掘了了隐存多样性并讨论了隐存多样性形成的可能机制。结果表明,地理尺度分别与种内、种间遗传距离呈正、负相关关系,证实了地理尺度将通过缩小条形码间隙来影响DNA条形码的有效性。另外,DNA条形码共界定44个分子可操作单元(MOTU),成功鉴定的物种数仅为17,成功率仅约为40%,显著低于早期大部分研究的鉴定成功率。未成功识别的25个物种中,低水平的种间分化和(或)谱系混合导致18个物种仅形成9个MOTUs,不仅挑战了分子鉴定方法的可行性,还对这些物种的进化起源提出了质疑;此外,生物地理屏障与上新世和更新世的地质事件促进8个物种分别形成2-4个MOTUs,表明传统分类可能严重低估了鲌亚科的生物多样性。研究结果为鲌亚科鱼类后期的分类和遗传学等相关研究提供了重要指引,同时为该类群的多样性保护和种质资源开发提供了重要启示。

文章链接:https://doi.org/10.1111/mec.16540

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