光唇鱼属(Acrossocheilus),隶属于鲤形目(Cypriniformes)、鲤科(Cyprinidae)、鲃亚科(Barbinae),分布于中国、老挝和越南。过去关于该属的分类及进化问题的探讨,是以模式物种观念与亲缘物种观念为基础,目前对其物种多样性及种间的亲缘关系仍存在争议。本研究从物种间及种内两个水平对其进行亲缘地理研究。利用线粒体基因分子标记和核基因分子标记技术,进行遗传结构和种群动态分析。探讨了各遗传标记的变异分布模式,重建种间及种内的系统发育关系,探讨该属物种亲缘地理格局的形成因素,及其扩散路径。主要研究结果如下:1、基于mt DNA分子标记的光唇鱼属亲缘地理研究1.1长鳍光唇鱼mt DNA全基因组的测定及系统发育分析通过PCR扩增产物直接测序获得长鳍光唇鱼(Acrossocheilus longipinnis)线粒体基因组全序列并分析其结构,继而对光唇鱼属的系统进化进行分析。结果显示,长鳍光唇鱼mt DNA基因组全长为16593bp。利用16种光唇鱼的mt DNA基因全序列以另外两种鲤科鱼类为外类群构建系统发育树,来推断该属的系统发育关系。结果证实了光唇鱼属的单系性并确定了两个单系支。分支I仅包含2个物种且分布在长江中上游和元江。分支Ⅱ又可分为两个亚分支,亚分支A包含11种窄条纹物种,亚分支B包含3种宽条纹物种。另外,亚分支A的物种大都分布在长江和东南水系和台湾,而亚分支B的3个物种分布在珠江、海南。估算16个物种的分化时间,显示该属物种的分化是从中新世中期开始的,其中最早从祖先物种分化出来的是A.monticola和A.yunnanensis(约5.19 Mya),最晚的是A.iridescens与A.longipinnis(约0.39 Mya)。基于上述结果,我们推断(1)分布于长江中上游和元江水系的物种是比较原始的物种(2)该属物种可能有两条不同的扩散路径,一条是从长江向南到中国东南部,然后到台湾,另外一条是从长江上游到元江、珠江、再到海南岛。1.2基于D-loop和Cyt b基因分子标记的光唇鱼属遗传变异和亲缘地理研究本节分析了中国光唇鱼属华南地区23个地点的13个物种的270尾样本的D-loop和Cyt b联合基因序列。1)13个物种的种群多样性:270尾样本基因联合序列共1980个位点,13个物种变异位点的比率不等,范围是0.1%~13.5%,其中变异位点比率最小的是A.yunnanensis和A.jishouensis,变异位点比率最大的A.monticola。碱基含量基本一致,A+T的范围59.7%~61.7%,GC-Skew范围为-0.32091~-0.29204。270个个体定义152个单倍型,仅有一个共享单倍型。13个物种的核苷酸多样性(h)范围为0.536~1.000,核苷酸多样性(π)的范围是0.00072~0.03351。显示光唇鱼属物种具有较高的遗传多样性。2)13个物种的亲缘关系:利用单倍型数据构建系统树和单倍型网络图,结果均显示13个物种可以分为两个支系,其中长江流域的2个物种单独聚一支,支系Ⅱ中仅有A.jishouensis和A.kreyenbergii形成独立进化支,其他物种分布受到地理区系的影响。3)13个物种的遗传结构:综合中性检验、错配分布结果显示,13个物种在进化过程中大部分可能未经历过瓶颈效应和急速扩张的过程,物种间极度分化但分布于不同水系的种内存在基因交流。4)13个物种的种群历史动态:13个物种之间的Fst在0.24935~0.98423之间波动,各个物种之间分化极大。其中A.longipinnis和A.iridescens之间的Fst最小,说明这两个物种之间的亲缘关系最接近;A.beijiangensis和A.yunnanensis之间的Fst最大,说明这两个物种之间的分化程度最大。物种之间的分化程度受到地理隔离的影响。2、基于核基因分子标记的光唇鱼属亲缘地理研究本章分析了中国光唇鱼属华南地区19个地点的11个物种的213尾样本的S7和IRBP联合基因序列。1)11个物种的种群多样性:213尾样本基因联合序列共1332个位点,序列中碱基插入或缺失209bp。11个物种的基因序列变异位点个数差异较大,波动范围是0bp~328bp,其中A.beijiangensis变异位点最少,这可能也跟样本数量少有关;A.spinifer的变异位点最多,比率最大。11个物种的碱基含量相似。213个个体定义130个单倍型,有10个共享单倍型。11个物种的h均大于0.5,波动范围为0.6000~1.000;有9个物种π大于0.005,波动范围为0.00570~0.05988,A.yunnanensis的π=0.00163,A.beijiangensis最小π=0。可以看出光唇鱼属物种具有极高的种群遗传多样性。2)11个物种的亲缘关系:重建的光唇鱼属11个物种的系统发育树和单倍型网络图。结果均显示11个物种分为两个支系,A.longipinnis和A.iridescens单独聚为一支,单一物种的聚类情况未体现出明显的地理分区。3)11个物种的遗传结构:中性检验和错配分布的结果显示A.fasciatus、A.kreyenbergii、A.monticola、三个物种不一致,这可能是因为这三个物种曾经产生过地理隔离,但是之后又发生了二次接触,其他物种均未经历种群扩张,群体大小维持稳定状态。4)11个物种进行遗传分化显示:各个物种之间的遗传分化指数波动范围较大,范围是-0.24293~0.88384。其中A.beijiangensis与A.spinifer之间的Fst<0的,说明这2个物种间物种分化不显著。A.wenchowensis与A.fasciatus之间的Fst=0.08083,,说明这2个物种之间中度分化,A.longipinnis与A.iridescens之间的Fst=0.22685,说明这个物种之间高度分化。其余各组物种间的Fst>0.25,分化极大。基于核基因的研究结果表明,光唇鱼属物种之间的分化未受到地理隔离的影响。综合两种分子标记分析,我们发现基于mt DNA联合序列的系统发育模式与mt DNA基因组的结果一致,但与nu DNA结果不一致。mt DNA变异主要源于过去地质的改变,nu DNA变异主要源于当前地质的改变。研究发现7种窄条纹物种聚类情况,mt DNA分析体现出明显的地理分区,nu DNA分析显示未受到地理隔离影响。分布于长江流域的物种和分布于珠江水系和海南岛的2种宽条纹物种mt DNA与nu DNA的进化速率差异较大。结合我们估算的物种分化时间,说明mt DNA更适合该属物种间的系统发育分析。