河南省蛇鮈属新纪录种——光唇蛇鮈

周传江,丁琪琪,李菊艳,汤永涛,刘如垚,聂国兴

(河南师范大学 水产学院;生命科学学院,河南 新乡 453007)

为摸清河南省鱼类资源现状,河南师范大学水产学院自2012年至2021年开展了为期10 a的第2次系统全面的鱼类资源本底调查,共采集样点2 600余个,涵盖河南省18地市,108个县.截至目前,已发现河南省鱼类新纪录种20个,如北鳅(LefuacostataKessler)[1]、汉水扁尾薄鳅(LeptobotiahansuiensisFang et Xu)[2]、无须鱊(AcheilognathusgracilisNichols)[3]等.

蛇鮈属(SaurogobioBleeker,1870)隶属于鲤科(Cyprinidae)鮈亚科(Gobioninae),俗称船钉子,体极细长,略呈圆筒形,吻部突出,口下位,喜栖于沙质河底[4].根据文献[5-9],普遍认为我国蛇鮈属鱼类有8个有效种,包括长蛇鮈(SaurogobiodumeriliBleeker)、蛇鮈(SaurogobiodabryiBleeker)、无斑蛇鮈(SaurogobioimmaculatusKoller)、光唇蛇鮈(SaurogobiogymnocheilusLo,Yao et Chen)、细尾蛇鮈(SaurogobiogrcilicauclatusYao et Yang)、湘江蛇鮈(SaurogobioxiangjiangensisTang)、斑点蛇鮈(SaurogobiopunctatusTang,Li,Yu,Zhu,Ding,Liu et Danley),还有文献[10]发表的新种滑唇蛇鮈(SaurogobiolissilabrisBănărescu et Nalbant),该新种采集于湖南洞庭湖,滑唇蛇鮈与光唇蛇鮈形态很相似,上下唇都是光滑无乳突,且下唇后方均有肉质垫,但区别就在于前者后缘游离,分开成2片,而光唇蛇鮈后缘不游离.其中,蛇鮈和长蛇鮈分布最为广泛,除西部地区外,几乎遍布我国主要水系,而其他物种仅分布于长江及以南水系.同样,《河南鱼类志》[11]记录也仅有蛇鮈和长蛇鮈2种蛇鮈属鱼类在河南省分布.

在整理河南省鱼类标本期间,发现在黄河流域和淮河流域采集的多尾蛇鮈属鱼类上下唇均无乳突,显著区别于之前记录的蛇鮈和长蛇鮈上下唇具明显乳突这一特征,应为蛇鮈属其他物种.本研究综合运用形态学和分子系统学的方法对其进行物种鉴定,确定为光唇蛇鮈,为河南省鱼类新纪录种,同时也是在黄河流域和淮河流域分布的首次纪录,将之前仅在长江中上游分布的记录范围向北扩大了近500 km.研究结果进一步丰富了河南省鱼类的物种多样性,同时为《河南鱼类志》第二版的修订提供基础数据.

1 材料与方法

1.1 实验材料

本研究材料来自于2015年和2017年分别采集的蛇鮈及35尾待鉴定蛇鮈属鱼类(附表Ⅰ),现场取其右侧胸鳍保存于95%(体积分数)酒精中,用于提取基因组.而后将鱼体置于体积分数为10%的甲醛溶液中固定,用于后期的形态测量.

1.2 形态测量与比较

使用电子数显游标卡尺(精度为0.01 mm)测量16个形态学指标,分别为全长(TL)、体长(BL)、头长(HL)、体宽(BW)、体高(BD)、眼径(OD)、吻长(SNL)、眼间距(IW)、尾柄长(CPL)、尾柄高(CPD)、胸鳍长(PFL)、腹鳍长(PVL)、臀鳍长(AL),背鳍长(DL)、腹鳍基末端至臀鳍基起点(PV)、腹鳍起点到肛门的距离(PA).另外,对侧线鳞数目和背鳍鳍式等可数性状进行计数,形态测量指标均参照文献[12]对于蛇鮈属鱼类的形态度量学研究;利用体视镜观察并拍摄口唇特征,记录体侧和各鳍的体色及斑纹.获得所有数据后,查阅文献[5]蛇鮈属检索表,详细对照各物种的形态描述进行物种鉴定.

1.3 基因组提取、Cyt b基因扩增与测序

分别选取黄河水系和淮河水系的蛇鮈及待鉴定蛇鮈样品各3条,取约0.01 g酒精浸泡的鳍条,采用高盐法[13]提取基因组DNA,操作步骤如下:组织中加入DNA 提取液(0.5 mol/L EDTA,1 mol/L Tris-HCl,5%体积分数的SDS)以及蛋白酶 K(10 mg/mL)溶液在56 ℃水浴锅中将其消化;用三氯甲烷抽提2次取其上清液;上清液加-20 ℃冰预冷的异丙醇进行沉淀;弃去异丙醇废液后使用70%(体积分数)冷乙醇对沉淀进行2次漂洗;等待沉淀干燥后加入20 μL双蒸水进行溶解.

利用引物L14724(5′-GACTTGAAAAACCACCGTTG-3′)和H15915(5′-CTCCGATCTCCGGATTACAAGAC-3′)扩增线粒体Cytb基因[14], PCR反应体系为30 μL,包含2×San Taq Master Mix 15 μL,正反向引物各0.5 μL(10 μmol/L),DNA模板1 μL(约100 ng),无菌双蒸水13 μL.PCR反应程序为:94 ℃预变性5 min;94 ℃变性30 s,54 ℃退火35 s,72 ℃延伸 70 s,进行35次循环;72 ℃终延伸10 min,4 ℃保存.PCR产物经质量分数1%的琼脂糖凝胶电泳检测合格后送至上海生工生物工程有限公司进行双向测序,测序引物同PCR引物.

1.4 分子系统学分析

经测序获得的DNA序列采用Lasergene v7.1软件包中的SeqMan软件[15]进行人工核查、校正及组装拼接.从NCBI数据库下载蛇鮈属及似鮈(Pseudogobiovaillanti)(用作外类群)的Cytb序列(附表Ⅱ).使用BioEdit软件[16]对拼接完成的序列进行多重比对分析,裁剪切掉冗余片段后获得一致序列.使用MEGA 7.0软件[17]分别计算比对完成序列的序列基本特征参数.用Phylosuite软件[18]选择最适替代模型为GTR+I+G,在线上网站CIPRES Sciense gateway(http://www.phylo.org/)使用RAxML-HPC BlackBox[19]方法构建ML系统发育树,系统发育树节点的置信度利用 Bootstrap检验,重复次数为1 000.以物种划分组别,并且将河南省待鉴定蛇鮈和蛇鮈也划分为2个组,在MEGA 7.0软件中计算组间遗传距离.

2 结 果

2.1 待鉴定蛇鮈形态学特征

本研究测量的35尾待鉴定蛇鮈主要形态学特征如下:侧线鳞数目为42～43;背鳍鳍式iii-7;体长为体高5.3～7.3倍;体长为头长4.2～5.9倍;体长为尾柄长6.3～8.3倍;体长为尾柄高12.8～17.5倍;头长为吻长2.3～3.8倍;头长为眼径2.6～4.8倍;尾柄长为尾柄高的1.7～2.5倍(附表Ⅲ).经观测河南省待鉴定蛇鮈吻部较短,鼻孔的前方未有显著的凹陷;唇部较薄,借助显微镜观察到有极其细微的小颗粒乳突存在于上下唇,在下唇前部中央位置有1个椭圆形的光滑肉垫,后缘不游离(图1(d));背鳍无硬刺,胸鳍基部前仅有少数鳞片;鱼体背部呈灰黑色,在体侧中轴线上有1条浅黑色的纵纹,上面有12或13个黑色斑块(图1(b)).这些特征指标均符合《中国动物志》[5]对光唇蛇鮈的描述.此外,同样点采集的蛇鮈上下唇均具明显乳突(图2(d)),与待鉴定蛇鮈明显不同.

2.2 Cyt b基因分析及系统进化关系

通过PCR扩增实验,共获得蛇鮈和待鉴定蛇鮈各6条Cytb序列.将从NCBI数据库中下载的近缘种Cytb序列和本实验中所获得的序列进行比对后,获得长度1 100 bp的一致序列.系统发育结果显示(图3),本研究待鉴定蛇鮈序列与数据库中下载的光唇蛇鮈序列聚为一支,本研究蛇鮈序列与数据库中下载的蛇鮈序列聚为一支,均形成单系群.组间遗传距离分析显示,河南省待鉴定蛇鮈与NCBI数据库中光唇蛇鮈组间距离仅为0.9%,河南省蛇鮈与NCBI数据库中蛇鮈的组间遗传距离1.6%,而其余各物种间的遗传距离均大于8.0%(表1).

表1 基于线粒体Cyt b序列计算的蛇鮈属种间遗传距离

3 讨 论

3.1 光唇蛇鮈物种的确定

蛇鮈属自建立以来,已描述18个物种,经过多次分类学修订,目前仅有 8个有效种,其中仅滑唇蛇鮈与光唇蛇鮈唇部无明显乳突,其余物种均具有明显乳突.本实验获得的待鉴定蛇鮈与河南省此前记录的蛇鮈和长蛇鮈口唇结构明显不同,其唇薄简单,不发达,上下唇均无明显乳突(图1和图2);滑唇蛇鮈与光唇蛇鮈形态也很相似,但区别在于下唇形态,前者后缘游离,分开成2片,而光唇蛇鮈后缘不游离,与本实验获得的待鉴定蛇鮈一致(图1).

将待鉴定蛇鮈与《中国动物志》[5]所记载的光唇蛇鮈的主要形态学特征进行比较,具体如下:侧线鳞数目为42～43(vs 40～45)(括号内为《中国动物志》[5]数据,下同);背鳍鳍式iii-7(vs iii-7);体长为体高5.3～7.3倍(vs 5.0～6.9);体长为头长4.2～5.9倍(vs 4.5～5.1);体长为尾柄长6.3～8.3倍(vs 6.0～7.3);体长为尾柄高12.8～17.5倍(vs 12.0～15.0);头长为吻长2.3～3.8倍(vs 2.7～3.3);头长为眼径2.6～4.8倍(vs 3.7～4.5);尾柄长为尾柄高的1.7～2.5倍(vs 2.0～2.7).待鉴定蛇鮈与《中国动物志》[5]对光唇蛇鮈各项形态指标描述基本一致,仅个别可量性状有所差异[20].本研究河南省待鉴定蛇鮈为黄河和淮河种群,与长江种群个体有所差异也属正常.系统发育结果显示,河南省待鉴定蛇鮈序列与NCBI数据库中光唇蛇鮈序列聚为一支,构成单系群(图3),且二者遗传距离也仅为 0.9%(表1),远达不到种间水平[21].因此,综合形态和分子系统学的结果,确定河南省待鉴定蛇鮈为光唇蛇鮈.

3.2 光唇蛇鮈的分布范围及生境情况

光唇蛇鮈之前的分布记录仅在长江中上游,本研究发现其在黄河流域和淮河流域亦有分布,且是首次报道,将其分布范围向北扩大了近500 km.但其在黄河和淮河的详细资源分布并不清楚,需要后续进一步针对性调查.据河南省鱼类资源队采样过程中的观察,光唇蛇鮈仅栖息于沙质底河流的缓流处,且呈非连续分布,其对水质和溶氧要求较高,短时间离开水极易发生死亡.

3.3 光唇蛇鮈的资源现状及保护

在调查过程中发现,光唇蛇鮈在所有渔获物中占比较少,属少见鱼类,且呈不连续分布.另外,相比较文献[5]的记载,本研究采集到的个体普遍偏小.近些年来,水体污染、过度捕捞、非法采沙等因素对光唇蛇鮈影响较大.从对光唇蛇鮈资源合理开发利用的角度综合考虑,建议以下资源保护举措:(1)光唇蛇鮈在我省仅黄河流域和淮河流域有零星分布,应进一步加大对两水系生态环境的保护力度,建立种质资源保护区;(2)对其繁殖生物学、摄食生态学等方面开展基础研究,广泛调查两水系的生物资源量及其栖息地的生态环境,探索限制其扩散和分布的关键因素,而后通过进行人工增殖放流补充其种群数量;(3)开发并利用更多的分子标记对其遗传多样性、分布格局、演化历史开展详细研究,积累全面的种质资源数据.

附 录

附表Ⅰ～Ⅲ见电子版(DOI:10.16366/j.cnki.1000-2367.2023.06.015).