基于基因富集技术的鳖属系统发育和物种多样性研究.pdf

摘要

基于基因富集技术的鳖属系统发育和物种多样性研究

摘要

鳖属（Pelodiscus）隶属于爬行纲（Reptilia）、龟鳖目（Testudines）、鳖科

（Trionychidae）。Fitzinger（1835）根据中华鳖为模式种建立了鳖属。该属是鳖科

中分布最广的属之一，分布于亚洲。由于鳖属的形态较为保守过去很长一段时间该

属内的许多物种都被认为是中华鳖，其物种多样性被严重低估。过往的研究大多仅

涉及少量几个物种，或仅使用一个或几个基因对鳖属进行研究，缺乏对该属的全面

认识，研究者们利用不同分子标记所构建的鳖属系统发育关系并不一致，属内部分

物种间的系统进化关系尚不清楚，部分物种的有效性存在争议。

本研究收集了该属的33号个体，代表了该属目前已知的所有物种。通过跨物种

靶基因富集实验和高通量测序收集到了2397个直系同源单拷贝核基因片段的测序数

据，并利用这些数据重建了鳖属的系统发育关系。主要研究如下：

（1）基于2397个基因位点构建的基因树（ML树和BI树）结果显示，鳖属目

前已知的7个物种聚集成一个单系群，且每个物种均形成一个单系，同时鳖属内部

可分为A、B两大支，分支A由砂鳖、黄山马蹄鳖、石片鳖三个物种构成，分支B

由东北鳖、腹斑鳖、小鳖、中华鳖四个物种构成。利用软件ASTRAL分析重建的物

种树得到了和基因树一致的结果。

（2）分歧时间估计的结果显示鳖属形成的大概时间是始新世早期52.87Ma（95%

CI48.41-56.72Ma）。并在16.82Ma（95%CI14.72-19.84Ma）的中中新世气候适

宜期（17-14Ma）（MMCO）发生了第一次分化，此次分化将鳖属内部分化为A、B

两支，其中支系A形成了现在的砂鳖种组，支系B形成了现在的中华鳖种组。鳖属

的大部分的物种分化主要出现在中新世（5.33-23.03Ma），而中华鳖和小鳖在上新

世-更新世的1.8Ma（95%CI1.22-1.93Ma）才开始分化。

（3）祖先历史地理重建的结果显示鳖属的起源中心为我国南方（长江-珠江流域）。

在整个鳖属物种的演化过程中，“长江-珠江”流域比其它地区发生了更多的成种事

件，扮演了进化摇篮的角色。

（4）基于形态学特征和分子数据发现并描述了鳖属一新种——黄山马蹄鳖

（Pelodiscushuangshanensis），其属于砂鳖种组，且与石片鳖互为姐妹群。同时结

合形态数据和文献资料总结了鳖属物种的形态鉴别特征并对目前已知的7个物种进

行了概述。

关键词鳖属；系统发育；基因富集；生物地理；物种多样性

：

I

Abstract

PhylogenyandspeciesdiversityofthegenusPelodiscusbasedon

geneenrichmenttechniques

Abstract

Thesoftshelledturtle(Pelodiscus)belongstotheclassReptilia,orderTestudines,and

familyTrionychidae.Fitzinger(1835)establishedthegenusPelodiscusbasedonthetype

speciesPelodiscussinensis.ThePelodiscusisoneofthemostwidelydistributedgenusin

thefamilyTrionychidae,inAsia.Becauseofitsconservativemorphology,manyspecies

withinthegenushavelongbeenrecognizedasPelodiscussinensis,anditsspecies

diversityhasbeenseverely