基于线粒体基因和多核基因的臭蛙属系统发育研究

摘要

臭蛙属（Odorrana）隶属于两栖纲（Amphibia）无尾目(Anura)蛙科(Ranidae)，是一类生活在山涧溪流中的两栖动物，全球已知58种，中国有36种，分布范围遍及中国秦岭以南、琉球群岛、印度东北部和东南亚地区，为亚洲特有。臭蛙属是蛙科动物中从真蛙类向水蛙类进化的重要过渡类群，重建其系统发育关系及起源和扩散历史一直是两栖类系统发育研究的热点，然而由于前期研究依据的物种数量有限、分子标记较少，臭蛙属在蛙科中的分类地位、属内物种组成、种组划分及系统发育关系存在广泛争议。本研究通过广泛野外考察和数据收集，获得臭蛙属86％样本，基于线粒体12S、16SrRNA基因和16个核基因及16053 bp大数据，运用贝叶斯法（BI法）、最大似然法(ML法)、松散分子钟模型、RASP软件S-DIVA和BBM模型，重建臭蛙属的系统发育关系、探讨臭蛙属地理分布格局、揭示其起源、分化、扩散机制。
　　本研究主要内容包括：⑴臭蛙属为高支持率的单系群，分为8个支系（即A-H支系）。⑵荔浦臭蛙最早从臭蛙属中分化，为A支系。⑶沙巴臭蛙和越北臭蛙聚为一支，为B支系。⑷构成C支系的13个臭蛙属物种主要分布于云贵高原。龙胜臭蛙、宜章臭蛙和安龙臭蛙聚成的C1支和云南臭蛙种组构成的C2支，前者在臭蛙属中的地位不稳定，基于核基因序列C1支与广义花臭蛙种组形成姊妹群关系。⑸来自琉球群岛的石川臭蛙镶嵌在臭蛙属内，形成独立的一支D，但在臭蛙属内的位置未很好解决。⑹广泛分布于秦岭-大巴山-巫山一线和东南丘陵的广义花臭蛙种组与海南臭蛙、滇南臭蛙、封开臭蛙等构成高支持率的支系E，支系内物种间的关系尚未解决。⑺圆斑臭蛙、墨脱臭蛙镶嵌在广义大绿臭蛙复合体内，形成高支持率的F支系;大绿臭蛙复合体广布于横断山区、秦岭-大巴山、东南丘陵及中南半岛。⑻凹耳臭蛙与竹叶臭蛙种组聚为一支，构成高支持率的东南丘陵支系（G支系）。⑼除了石川臭蛙，分布于琉球群岛的臭蛙与台湾的台岛臭蛙和棕背臭蛙形成高支持率的岛屿物种支系（H支系）。⑽臭蛙属起源于约21.62 Ma B.P.（中新世早期），从19.25～8.69 Ma B.P.（中新世中期和后期）发生了快速分化，A支到H支依次形成。⑾各支系内部物种的分化事件主要发生在第四纪更新世以后(2.6 Ma)，占本研究50个臭蛙物种的60％;物种分化主要发生在云贵高原（10个）、其次在东南丘陵(9个)，台湾和琉球群岛的7个臭蛙中的5个物种在2.6～1.6 Ma B.P.分化。⑿臭蛙属分为8个支系。⒀臭蛙属起源于新近纪中新世早期，自中新世中期至后期8个支系依次分化，在更新世臭蛙属物种经历了一个快速成种和分化时期。⒁云贵高原是臭蛙属的起源中心，受青藏高原持续隆升的影响，向东南丘陵、台湾和琉球群岛扩散;横断山的形成，为臭蛙向北扩散至喜马拉雅南缘、秦岭-大巴山-巫山一线，向南扩散至中南半岛建立了通道。⒂青藏高原隆起、第四纪冰期与间冰期气候波动及冰期避难所的形成，导致更新世臭蛙属物种快速分化。

目录

摘要

第一章 前言

1 线粒体和核基因在两栖动物系统发育研究的应用

1．1 线粒体和核基因特点

1．2 线粒体和核基因标记在两栖动物系统发育研究的应用

2 生物地理学简介

3 臭蛙属系统发育研究概况

4 目的及意义

第二章 臭蛙属系统发育关系

1 材料与方法

1．1 样本信息

1．2 实验方法

1．3 分析方法

2 结果

2．1 DNA提取和PCR扩增结果

2．2 序列信息

2．3 系统发育分析结果

2．4 分歧时间

3 讨论

第三章 臭蛙属地理分布格局成因

1．1 样本信息

1．2 系统发育分析

1．3 分歧时间估算

1．4 祖先分布区重建

2 结果

2．1 系统发育分析

2．2 分歧时间

2．3 祖先分布区重建

3 讨论

结论

参考文献

攻读学位期间成果

致谢

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