基于Cyt b基因和形态学探讨大麝鼩的亚种分化.pdf

兽类学报，2023，43（4）：422-429DOI：10.16829/j.slxb.150746Acta Theriologica Sinica基于Cyt b基因和形态学探讨大麝鼩的亚种分化刘铸1 钱洪安1 王再山1 韩美凤1 蔡赫1 张春凤2时艳菁1 金志民1 陈欢1 张隽晟1（1 牡丹江师范学院生命科学与技术学院，牡丹江157011）（2 黑龙江农业经济职业学院，牡丹江157041）摘要：为了进一步探讨大麝鼩(Crocidura lasiura)的亚种分化问题，在中国东北地区采集大麝鼩标本13号，结合已报道的大麝鼩形态学数据和Cyt b基因序列一并进行分析。形态学结果显示：在绝大多数个体中，分布于中国东北俄罗斯远东的大麝鼩体型大于分布于韩国的个体(体长：82 mm vs.39 mm vs.20 mm vs.82 mm vs.39 mm vs.20 mm vs.82 mm vs.39 mm vs.20 mm vs.20 mm；中国东北俄罗斯远东种群体背毛色更黑，韩国种群体背毛色更灰；中国东部种群尾较长，绝大多数超过体长之半；而分布于中国东北俄罗斯远东、韩国的大麝鼩种群尾长绝大多数不及体长之半(表2)。2.2分子系统学分析2.2.1遗传多样性本研究分析的28个大麝鼩样本Cyt b基因序列(897 bp)中，包含41个变异位点，其中24个简约信息位点(Parsimony informative sites)，17 个单变异位点(Singleton variable sites)，变异位点数占总表 2大麝鼩的形态学数据和描述(体重单位：g，长度单位：mm)Table 2Morphological data and description of Crocidura lasiura(body weight:g,measure:mm)指标Index数量Number体重BW头体长HB尾长TL尾长/头体长TL/HB后足长HF耳长EL颅全长GLS颅基长CLS脑颅宽CB脑颅高BH眶间宽IOB上齿列长UTRL下齿列长LTRL体背毛色Back color大麝鼩东北亚种C.l.lasiura中国东北Northeast China（本研究 This study）49.8 0.99 1176 1474 7736 234 380.480.46 0.5014 113 154 13 521.4 1.3 20.0 22.821.2 0.6 20.6 21.89.5 0.49.1 9.95.3 0.25.0 5.63.6 0.23.5 6.98.3 0.57.7 8.99.0 0.38.7 9.5浅黑到深棕色Light black to dark brown中国东北Northeast China（寿振黄等，1958）雄性1623.512 388971 1084333 520.480.46 0.481614 1797 1022.421.0 24.310.59.8 11.06.36.0 6.64.34.0 4.710.49.8 11.09.49.0 10.0深棕褐色或黑褐色Dark tan or dark brown雌性2116.310 318371 973729 460.450.41 0.471513 1986 1021.319.5 24.59.99.0 10.86.05.7 6.34.13.7 4.59.99.0 10.89.18.6 9.7深棕褐色或黑褐色Dark tan or dark brown中国黑龙江省Heilongjiang Province，China（马逸清，1986）430.730 329384 1033937 430.430.36 0.491514 1697 1322.620.6 25.110.49.8 11.86.65.9 7.25.34.9 5.79.79.5 10.38.88.5 9.2黑褐色或棕褐色Dark brown or tan松花江下游LowerSungar（Sowerby，1917）58980 1044341 480.490.48 0.501616 17黑石板色Black slate color西伯利亚东南部乌苏里江附近Near the Ussuri River in Southeast Siberia（Dobson，1890）165320.49大麝鼩韩国亚种C.l.thomasi韩国首尔东南110英里110 miles southeast of Seoul，South Korea（Sowerby，1917）47873 833835 400.490.48 0.5022.820.2*10.04.6黑灰色Black gray大麝鼩华东亚种C.l.campuslincolnensis中国上海Shanghai，China（丁鲁民和徐友祥，2001）1027.814 349683 1055649 640.590.50 0.671514 1697 13中国浙江平湖Pinghu，Zhejiang Province，China（丁鲁民和徐友祥，2007）630.728 369383 1056160 660.660.57 0.731716 1966中国山东省Shandong Province，China（丁鲁民等，2010）2107103 1104743 500.440.42 0.451615 1776 8*表示4个标本中最大个体的颅基长*represents condylobasal length of skull of the largest individual in the 4 specimens.BW:Body weight;HB:Head and body length;TL:Tail length;HF:Hind feet length;EL:Ear length;GLS:Greatest length of skull;CLS:Condylobasal length of skull;CB:Cranial breadth;BH:Height of the braincase;IOB:Interorbital breadth;UTRL:Upper tooth row length;LTRL:Length of mandibular tooth row42543 卷兽类学报位点数的4.57%，未发现插入和缺失。在28个大麝鼩样本中发现 15 个单倍型，单倍型多态性为0.899 0，核苷酸差异平均数7.672 0，核苷酸多态性0.008 5。2.2.2系统发育分析利用台湾长尾麝鼩(Crocidura tadae)和日本麝鼩(Crocidura dsinezumi)做外群构建 ML系统发生树(图2)，发现大麝鼩样本分为3个地理谱系结构：中国东北俄罗斯远东谱系、韩国谱系、中国东部谱系。中国东北与俄罗斯远东大麝鼩样本间没有形成进一步明显的遗传分化，聚类于同一进化支上。2.3遗传距离和遗传分化时间大麝鼩各地理分布区域间的遗传距离结果(表3)显示中国东北俄罗斯远东谱系与韩国谱系的遗传距离为0.012 4，中国东部谱系与中国东北俄罗斯远东谱系的遗传距离为0.017 4。中国东部谱系与韩国谱系的遗传距离为0.017 0。中国东北俄罗斯远东谱系与韩国谱系遗传分化时间为0.023 9 Mya。中国东部谱系与中国东北俄罗斯远东谱系的遗传分化时间为0.033 4 Mya。中国东部谱系与韩国谱系的遗传分化时间为0.032 6 Mya。图2基于Cyt b基因构建的大麝鼩ML系统发生树Fig.2Phylogenetic tree of Crocidura lasiura inferred from ML based on the Cyt b gene表3大麝鼩各地理分布区域间的遗传距离(左下)和遗传分化时间T(右上，单位：Mya)Table 3Genetic distances between Crocidura lasiura of different geographical distribution(below)and time of divergence(above,Unit:Mya)中国东北俄罗斯远东Northeast ChinaFar East Russia韩国South Korea中国东部East China中国东北俄罗斯远东Northeast ChinaFar East Russia0.012 40.017 4韩国South Korea0.023 90.017 0中国东部East China0.033 40.032 64264 期刘铸等：基于Cyt b基因和形态学探讨大麝鼩的亚种分化2.4中介网络分析大麝鼩中介网络图(图3)显示出与系统发育分析类似的结果，分为3个明显进化地理谱系。中国东北俄罗斯远东谱系具有的单倍型都分布在中介网络图的一侧，并且具有一个主要的共有单倍型，所有中国东北俄罗斯远东谱系具有的单倍型都源于 1个突变节点。韩国谱系具有的单倍型分布在中介网络图一侧，不存在共享单倍型，通过2 4个突变节点与中国东北、俄罗斯远东和中国东部单倍型相联系。中国东部谱系单倍型位于中介网络图下方，都来自于中部的1个突变节点。3讨论3.1大麝鼩的分子系统分化分析本研究中介网络图结果暗示朝鲜半岛为冰期避难所。第四纪冰期的大量积冰导致全球海平面下降120 140 m(Lambeck et al.,2002)，在冰期东北亚地区的黄海作为陆桥出现，很可能成为大麝鼩进入朝鲜半岛(避难所)的路径(Koh et al.,2012)，进而进入韩国。鸭绿江和长白山是我国东北与朝鲜半岛的地理阻隔，推测第四纪冰期后大麝鼩离开避难所(朝鲜半岛)向中国东北以及俄罗斯远东地区迁移，海平面上升，黄海陆桥消失，鸭绿江和长白山发挥了地理阻隔作用，阻断了朝鲜半岛与中国东北的基因流。本研究估算的韩国谱系与中国东北俄罗斯远东谱系遗传分化时间0.023 9 Mya。这与Koh等(2014)推测韩国的大麝鼩与俄罗斯远东地区的大麝鼩在很长时期都没有进行过遗传交流的结果一致。研究结果显示韩国谱系与中国东北俄罗斯远东谱系存在较为明显的遗传分化(遗传距离为0.012 4)，推测大麝鼩离开冰期避难所(朝鲜半岛)进入中国东北分布区的时间比较早，使得鸭绿江和长白山有足够长的一段时间发挥一定地理阻隔作用，使韩国谱系与中国东北俄罗斯远东谱系产生一定遗传分化。黑龙江、乌苏里江、大兴安岭和小兴安岭是中国东北与俄罗斯远东的地理阻隔，本研究结果显示分布于中国东北与俄罗斯远东地区的大麝鼩共同构成1个进化谱系，说明中国东北与俄罗斯远东地区的大麝鼩具有较近的遗传距离，推测大麝鼩进入俄罗斯远东分布区的时间较晚，由于时间较短，自然景观未能充分发挥地理阻隔作用，使得两个分布区未能形成进一步的遗传分化。中国东部谱系与其他2个谱系存在明显遗传分化，可见这个最南端的谱系已经与分布于中国东北、俄罗斯远东图3大麝鼩的单倍型中介网络图(最短树的突变数为51)Fig.3Median-joining network of haplotypes of Crocidura lasiura specimens(number of mutations of the shortest tree=51)42743 卷兽类学报以及韩国的谱系形成了较明显的地理隔离，在一定程度上影响了遗传交流。3.2大麝鼩的亚种分化分布于中国东北和俄罗斯远东的大麝鼩的绝大多数个体，头体长大于82 mm，尾长大于39 mm，颅基长大于20 mm；体背颜色浅黑或黑褐色；尾长短于体长之半。形态特征符合75%亚种分类定律(Mayr et al.,1965)，可作为亚种(C.l.lasiura)成立。本研究采集的东北样本的采集地都属于长白山山脉，可见我国长白山山脉分布的大麝鼩属于C.l.lasiura。刘铸等(2019)认为中国东北的大麝鼩与俄罗斯远东分布的大麝鼩在形态上没有明显区分，本研究结果与其一致。分布于韩国的大麝鼩，绝大多数个体，头体长小于 82 mm，尾长小于39 mm，颅基长小于20 mm；体背颜色黑灰色；尾长短于体长之半。形态特征符合75%亚种分类定律(Mayr et al.,1965)，可作为亚种(C.l.thomasi)成立。Koh等(2014)的研究结果认为韩国分布的大麝鼩为独立亚种，本研究结果与其一致。朝鲜半岛北部地区未见大麝鼩的形态学和Cyt b基因报道，因此该地区大麝鼩的亚种归类，有待进一步采样明确。中国东部的大麝鼩形态学结果显示其尾部较长，大多数个体尾长长于体长之半，形态特征符合 75%亚种分类定律，可作为亚种(C.l.campus-lincolnensis)成 立。该 结 果 与 Corbet(1978)及Smith和解焱(2009)的观点一致。寿振黄等(1958)在对上海一带的大麝鼩标本进行形态学测量时，也获得了尾部较长的测量结果(5个标本，4个尾长长于体长之半)，并发现其体色更褐。本研究Cyt b基因遗传分化结果支持将大麝鼩划分为上述3个亚种。Smith和解焱(2009)认为华东亚种(C.l.campus-lincolnensis)在四川有分布区，有待进一步采样明确。大麝鼩(Crocidura lasiura)的亚种检索表：1.a 尾长长于体长之半，分布于华东 华东亚种C.l.campus-lincolnensis b 尾长短于体长之半 22.a 头体长大于82 mm，尾长大于39 mm，颅基长大于20 mm；体背颜色浅黑或黑褐色；分布于中国东北、俄罗斯远东 东北亚种C.l.lasiura b 头体长小于 82 mm，尾长小于 39 mm，颅基长小于 20 mm；体背颜色黑灰色；分布于韩国 韩国亚种C.l.thomasi参考文献：Bandelt H,Forster P,Rohl A.1999.Median joining networks for inferring intraspecific phylogenics.Molecular Biology Evolution,16(1):37-48.Burgin C J,He K.2018.Family Soricidae(shrews).In:Wilson D E,Mittermeier R A eds.Handbook of the Mammals of the World.Vol.8.Insectivores,Sloths and Colugos.Barcelona,Spain:Lynx Editions,485.Butler P M.1998.Fossil history of shrews in Africa.In:Wjcik J M,Wolsan M eds.Evolution of Shrews.Mammal Research Institute,Polish Academy of Sciences,Bialowieza,121-132.Corbet G B.1978.The Mammals of the Palaearctic Region:A Taxonomic Review.British Museum(Natural History),29.Ding L M,Xi Y X.2001.The first Crocidura lasiura found at Shanghai Pudong International Airport.Port Health Contral,6(2):19-20.(in Chinese)Ding L M,Xi Y X.2007.The first Crocidura lasiura found in Ping-hu,Zhejiang Province.Port Health Contral,12(6):28.(in Chinese)Ding L M,Xi Y X,Wang Y.2010.The first Crocidura lasiura found in Shandong Province.Chinese Journal of Vector Biology and Control,21(2):108.(in Chinese)Dobson G E.1890.IV.-Descriptions of a new species of Crocidura from the Amur region.The Annals and Magazine of Natural History,Ser.6,5(25):31-33.Esselstyn J A,Brown R M.2009.The role of repeated sea-level fluctuations in the generation of shrew(Soricidae:Crocidura)diversity in the Philippine Archipelago.Molecular Phylogenetics and Evolution,53(1):171-181.Han S H,Iwasa M A,Ohdachi S D,Oh H S,Suzuki H,Tsuchiya K,Abe H.2002.Molecular phylogeny of Crocidura shrews in northeastern Asia:a special reference to specimens on Cheju Island,South Korea.Acta Theriologica,47(4):369-379.Hutterer R.2005.Order Soricomorpha.In:Wilson D E,Reeder D A eds.Mammal Species of the World:A Taxonomic and Geographic Reference.3rd ed.Johns Hopkins University Press,Baltimore,237.Irwin D M,Kocher T D,Wilson A C.1991.Evolution of the Cytochrome b gene of mammals.Molecular Evolution,32(2):4284 期刘铸等：基于Cyt b基因和形态学探讨大麝鼩的亚种分化128-144.Jones J K,Johnson D H.1960.Review of the Insectivores of Korea.University of Kansas Publication,Museum Natural History,9:549-578.Koh H S,Jang K H,In S T,Han E D,Jo J E,Ham E J,Jeong S K,Lee J H,Kim K S,Kweon G H.2012.Genetic distinctness of Sorex caecutiens hallamontanus(Soricomorpha:Mammalia)from Jeju Island in Korea:Cytochrome oxidase I and Cytochrome b sequence analyses.Animal Systematics,Evolution and Diversity,28(3):215-219.Koh H S,Sheremetieva I,Jo J E,Sin D S,Kim J S,An N.2014.Genetic divergence of Korean Crocidura lasiura from a Far-Eastern Russian population(Soricomorpha:Mammalia):Cytochrome b analyses.Acta Theriologica Sinica,34(4):381-386.Lee S J,Lee M Y,Lin L K,Lin Y K,Li Y,Shin E H,Han S H,Min M S,Li H,Kim K S.2018.Phylogeography of the Asian lesser whitetoothed shrew,Crocidura shantungensis,in East Asia:role of the Korean Peninsula as refugium for small mammals.Genetica,146(2):211-226.Lambeck K,Esat T M,Potter E K.2002.Links between climate and sea levels for the past three million years.Nature,419(6903):199-206.Liu Z,Zhang J S,Bai W,Liu H,Xie R X,Yang X,Jin Z M.2019.Classification and distribution of Soricids in Northeastern China.Acta Theriologica Sinica,39(1):24-42.(in Chinese)Librado P,Rozas J.2009.DnaSP v5:asoftware for comprehensive analysis of DNA polymorphismdata.Bioinformatics,25(11):1451-1452.Ma Y Q.1986.Animal Records of Heilongjiang Province.Harbin:Heilongjiang People s Publishing House.(in Chinese)Mayr E,Linsley E G,Usinger R L.1965.Methods and Principles of Systenatic Zoology.Translated by Zheng Z X et al.Beijing:Science Press.(in Chinese)Motokawa M,Suzuki H,Harada M,Lin L,Koyasu K,Oda S.2000.Phylogenetic relationships among East Asian species of Crocidura(Mammalia,Insectivora)inferred from mitochondrial Cytochrome b gene sequences.Zoological Science,17(4):497-504.Ohdachi S D,Iwasa M A,Nesterenko V A,Abe H,Masuda R,Haberl W.2004.Molecular phylogenetics of Crocidura shrews(Insectivora)in east and central Asia.Journal of Mammalogy,85(3):396-403.Smith A T,Xie Y.2009.A Guide to the Mammals of China.Changsha:Hunan Education Publishing House.(in Chinese)Shou Z H,Xia W P,Peng H S,Wang S,Luo Z X,Chen Y M,He H E,Li X R,Xue D G,Cen Y J,Li C Z.1958.A Report on the Mammals of Northeastern China.Beijing:Science Press.(in Chinese)Sowerby A C.1917.On a new species of shrew from Corea.Annals and Magazines of Natural History,20:317-319.Sowerby A C.1945.A new species of shrew from the Shanghai area.Musee Heude Notes de Mammalogie,3:2.Stamatakis A.2014.RAxML version 8:a tool for phylogenetic analysis and postanalysis of large phylogenies.Bioinformatics,30(9):1312-1313.Thompson J D,Gibson T J,Plewniak F,Jeanmougin F,Higgins D G.1997.The CLUSTAL X windows interface:Flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools.Nucleic Acids Research,25(24):4876-4882.Wei F W.2022.Taxonomy and Distribution of Mammals in China.Beijing:Science Press.(in Chinese)Mayr E,Linsley E G,Usinger R L.1965.动物分类学的方法和原理.郑作新等译.北京:科学出版社.Smith A,解焱.2009.中国兽类野外手册.长沙:湖南教育出版社.丁鲁民,徐友祥.2001.上海浦东国际机场首次发现大麝鼩.口岸卫生控制,6(2):19-20.丁鲁民,徐友祥.2007.浙江平湖首次发现大麝鼩.口岸卫生控制,12(6):28.丁鲁民,徐友祥,王勇.2010.山东省首次发现大麝鼩.中国媒介生物学及控制杂志,21(2):108.刘铸,张隽晟,白薇,刘欢,解瑞雪,杨茜,金志民.2019.中国东北地区鼩鼱科动物分类与分布.兽类学报,39(1):24-42.马逸清.1986.黑龙江省动物志.哈尔滨:黑龙江人民出版社.寿振黄,夏武平,彭鸿绶,汪松,罗泽珣,陈俨梅,何鸿恩,李学仁,薛德茪,陈友绩,李翠珠.1958.东北兽类调查报告.北京:科学出版社.魏辅文主编.2022.中国兽类分类与分布.北京:科学出版社.429