賀艷紅,艾仁達(dá),黃鎮(zhèn)楊,張 洋,劉小龍,袁智勇
(1.西南林業(yè)大學(xué),云南省高校極小種群野生動物保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,昆明,650224;2.西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,淡水魚類資源與生殖發(fā)育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶,400715)
Quasipaa delacouri(Angel,1928)隸屬兩棲綱(Amphibia)無尾目(Anura)叉舌蛙科(Dicroglossidae)棘胸蛙屬(Quasipaa)[1]。該物種于1928年由Angel[2]首次報道和描述,模式產(chǎn)地為越南北干?。˙ac Kan Province,Vietnam)。目前僅分布在越南北部(老街省、北干省、山羅省、永福省、河江省、和平省、義安省、清化省、承天順化省和峴港市)及鄰近的老撾等地區(qū),在中國境內(nèi)未發(fā)現(xiàn)分布[1]。2022 年7 月,在對中國云南省文山麻栗坡老山省級自然保護(hù)區(qū)的調(diào)查中,于保護(hù)區(qū)內(nèi)兩處地點(diǎn)共采集到4 號棘胸蛙屬物種標(biāo)本,標(biāo)本現(xiàn)保存于西南大學(xué)淡水魚類資源與生殖發(fā)育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。采集到的棘胸蛙屬物種標(biāo)本經(jīng)外部形態(tài)特征對比及分子系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析,鑒定為Q.delacouri,是中國兩棲動物分布新紀(jì)錄。本研究描述了采集地生境、物種形態(tài)特征、分子數(shù)據(jù)及系統(tǒng)發(fā)育分析,為該物種的后續(xù)深入研究提供基礎(chǔ)資料。
2022年7月3日,在中國云南省文山麻栗坡老山省級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)兩處地點(diǎn)(22°50′21.41″ N,104°40′36.16″ E,海 拔1 100 m;22°50′15.90″ N,104°43′10.91″ E,海拔1 405 m)共采集到4號棘胸蛙屬物種標(biāo)本(標(biāo)本號:SWU 0002320、SWU 0002321、SWU 0002322、SWU 0002323)。取肝臟、大腿肌肉和少許腳趾樣品儲存于95%乙醇中,-24 ℃保存,用于后續(xù)分子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。整體標(biāo)本固定于75%乙醇溶液中。
參考Pham 等[3]的測量方法,用電子數(shù)顯卡尺測量標(biāo)本的外部形態(tài)(測量精度為0.1 mm)。測量參數(shù)主要包括頭體長(snout-vent length,SVL)、頭長(head length,HL)、頭寬(head width,HW)、吻 長(snout length,SL)、眼間距(interorbital space,IOS)、鼻眼距(nostril-eye length,NEL)、鼻間距(internasal space,INS)、眼徑(diameter of eye,ED)、上眼瞼寬(width of upper eyelid,UEW)、鼓膜徑(diameter of tympanum,TD)、前臂及手長(length of lower arm and hand,LAHL)、脛長(tibia length,TIB)、足長(foot length,F(xiàn)T)、后肢全長(hind limb length,HLL)、指長(finger length,F(xiàn)L)及趾長(toe length,TL)。同時基于Angel 對Q.delacouri的形態(tài)描述[2]與本例標(biāo)本進(jìn)行形態(tài)比較。
采用Thermo Fisher Scientific 公司提供的DNA提取試劑盒對新采集的4 號標(biāo)本的肌肉組織進(jìn)行全基因組DNA 提取,DNA 樣品-24 ℃保存。使用PCR對線粒體細(xì)胞色素b(Cyt b)基因片段擴(kuò)增,引物 為Cytbyf1(5′-TTTCCGTAGACAACGCCACCCT-3′)和Cytbyf3(5′-CTAGGTTTTGATGAGGC-3′)[4]。PCR 反應(yīng)程序?yàn)?4 ℃預(yù)熱5 min;94 ℃變性45 s,45 ℃退火45 s,72 ℃延伸45 s,35 個循環(huán);72 ℃終延伸7 min;4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測,最后由北京擎科生物科技有限公司對擴(kuò)增產(chǎn)物 雙向測序。使用LaserGene 7.0 軟件包中的SeqMan對所得序列質(zhì)量檢測和人工校對,生成一致序列[5]。
根據(jù)Yan 等[6]對棘胸蛙屬系統(tǒng)發(fā)育的研究結(jié)果,選取虎紋蛙[Hoplobatrachus chinensis(Osbeck,1765)]作為外群,并從GenBank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)數(shù)據(jù)庫中下載該屬其他類群物種序列,共27 條(表1)。使用MEGA 7.0 對每個線粒體Cyt b序列進(jìn)行比對和編輯[7]?;谧畲笏迫环ǎ∕L)和貝葉斯法(BI)重建系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。由于線粒體Cyt b基因?yàn)榫幋a基因,在此基礎(chǔ)上,使用DAMBE 軟件篩選密碼子[8],并使用jModelTest 2 中的AIC 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算序列的最佳進(jìn)化模型[9]。第一位密碼子和第二位密碼子的最佳模型為TPM+G,第三位密碼子的最佳模型為TrN+G。使用RAxML 8.2.4[10]構(gòu)建最大似然樹,基于默認(rèn)參數(shù),自展1 000 次估算節(jié)點(diǎn)支持率。使用MrBayes 3.1.2[11]進(jìn)行貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育分析。根據(jù)計(jì)算的最佳模型,在默認(rèn)熱值下使用馬爾可夫鏈蒙特卡洛鏈(MCMC)執(zhí)行獨(dú)立運(yùn)算4次,每1 000代抽樣1 次,執(zhí)行500 萬代,散頻率平均標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.01 達(dá)到穩(wěn)定?;谑諗壳闆r,拋棄前25%的樹。使用來自MrBayes 的分裂頻率平均標(biāo)準(zhǔn)差(ASDSF)和潛在尺度縮減因子(PSRF)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)評估拓?fù)涫諗啃院头种чL度收斂性。然后使用Tracer v.1.5[12]檢查各運(yùn)行參數(shù)值是否收斂(ESS 值>200)。最后使用MEGA 7.0[7]中的p-distance 雙參數(shù)模型計(jì)算棘胸蛙屬物種間的遺傳距離。
表1 樣品分子分析信息Tab.1 Sample information used for the molecular analysis
云南省文山麻栗坡老山省級自然保護(hù)區(qū)屬南亞熱帶高原季風(fēng)氣候[13],本次采集到的標(biāo)本發(fā)現(xiàn)于海拔1 100~1 500 m 的山澗溪流中,水流急,兩側(cè)植被豐富,主要以灌木、草本植物和季風(fēng)常綠闊葉林為主。在采集地附近還發(fā)現(xiàn)了河口湍蛙(Amolops shihaitaoi)、沙巴臭蛙(Odorrana chapaensis)、長吻臭蛙(O.nasica)和大角蟾(Xenophrys major)。
標(biāo)本各部位數(shù)據(jù)見表2。共采集到4 號棘胸蛙屬標(biāo)本,其中2 號為雄性成體標(biāo)本(SWU 0002320,SWU 0002321),2 號為亞成體(SWU 0002322,SWU 0002323),未采集到雌性標(biāo)本。新采集到的標(biāo)本體型較大,成體雄性頭體長為76.2~77.3 mm。頭寬大于頭長;吻端鈍圓,突出于下唇;吻長小于眼徑;鼓膜小,不明顯。指端略膨大,指關(guān)節(jié)下瘤大,指式為Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅱ。后肢長,左右跟部重疊。趾端膨大呈圓形吸盤,趾間全蹼,趾關(guān)節(jié)下瘤大,趾式為Ⅳ>Ⅲ≈Ⅴ>Ⅱ>Ⅰ。
表2 麻栗坡老山省級自然保護(hù)區(qū)采集的棘胸蛙屬標(biāo)本形態(tài)量度Tab.2 Morphological measurement of Quasipaa specimens collected in Malipo Laoshan Provincial Nature Reserve mm
背部皮膚光滑,整體呈黑褐色,無明顯褶皺。背上部分布有圓條狀黑色斑紋;背下部、肛周圍及兩股均分布有小疣粒,肛部及周圍分布有黑色角質(zhì)刺。體側(cè)部有5或6個較大的白色圓疣。咽喉部有淺棕色斑(圖1)。
圖1 德氏棘蛙形態(tài)(麻栗坡老山省級自然保護(hù)區(qū),SWU 0002321,雄性)Fig.1 Morphology of Quasipaa delacouri(Malipo Laoshan Provincial Nature Reserve,SWU 0002321,male)
研究新獲得4 條長度為433 bp 的線粒體Cyt b序列(GenBank 序列號為OR042806,OR042807,OR042808,OR042809)(表1),結(jié)合從GenBank 下載的23 條數(shù)據(jù),共發(fā)現(xiàn)142 個簡約信息位點(diǎn)和165 個變異位點(diǎn)。基于ML 和BI 法構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果具有相似的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這里僅展示貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹。在文山麻栗坡老山省級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)采集到的4 號棘胸蛙屬物種標(biāo)本與越南承天順化?。═hua Thien Hue,Vietnam)和越南峴港市(Danang,Vietnam)的Q.delacouri標(biāo)本聚為一支(圖2)。使用p-distance 雙參數(shù)模型計(jì)算遺傳距離結(jié)果顯示,新采集的4 號標(biāo)本與Q.delacouri的遺傳距離為6.5%。
圖2 基于線粒體Cyt b基因構(gòu)建的棘胸蛙屬貝葉斯樹Fig.2 Bayesian inference tree of Quasipaa derived from Cyt b sequences
本次新采集到的4 號棘胸蛙屬物種標(biāo)本形態(tài)學(xué)鑒定特征與越南北干?。˙ac Kan Province,Vietnam,模式產(chǎn)地)的Q.delacouri的鑒定特征基本符合。頭寬大于頭長;鼓膜小,不明顯;指端略膨大,指關(guān)節(jié)下瘤大;第一指略長于第二指;后肢長,左右跟部重疊;趾端膨大,趾間全蹼,趾關(guān)節(jié)下瘤較大。背部呈黑棕色,皮膚光滑,無明顯褶皺;肛部及周圍有黑色角質(zhì)刺。與模式標(biāo)本(頭體長120 mm)相比,新采集的成體雄性標(biāo)本整體形態(tài)?。^體長76.2~77.3 mm),吻長(9.5~9.7 mm)略小于眼徑(11.1~11.2 mm),而模式標(biāo)本的吻長(17 mm)略長于眼徑(12 mm)[2]。由于描述的模式標(biāo)本并未記錄性別[2],無法判斷該形態(tài)差異是否因雌雄性別差異所致,且本次未采集到雌性標(biāo)本,不能進(jìn)一步比較判斷這些差異是種群間的還是雌雄間的。同時系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果也支持新采集到的標(biāo)本為Q.delacouri,4 號標(biāo)本都與Q.delacouri標(biāo)本聚為一支(圖2)?;谝陨辖Y(jié)果,認(rèn)為新采集到的4 號標(biāo)本為Q.delacouri,依據(jù)其英文別名Tonkin Spiny Frog(Tonkin 為越南北干省曾用名)[14],將該物種的中文名定為“德氏棘蛙”。
Quasipaa delacour最早被發(fā)現(xiàn)于越南北部北干?。?],之后在老撾和越南義安省、清化省及河江省 等地先后被報道過,但少有該物種的圖片記錄及 生境描述,尚不清楚該物種的具體繁殖時間[15-18]。Q.delacour于2022 年7 月在中國云南省文山麻栗 坡老山省級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)被發(fā)現(xiàn),該保護(hù)區(qū)與相鄰的越南北部地區(qū)有著相似的物種組成,對動物地 理學(xué)研究有重要意義,但在采樣過程中未觀察到O.delacour的抱對現(xiàn)象,加之考察時間較短,尚不清楚其是否進(jìn)入繁殖期,因此該物種的繁殖生活史需進(jìn)一步研究。
致謝:感謝文山麻栗坡老山自然保護(hù)區(qū)的工作人員對野外工作給予的幫助。