贵州省蛇类新记录——赵氏后棱蛇

韩玲， 肖宁， 罗涛， 周江*

(1. 贵州师范大学，贵阳550001； 2. 贵阳护理职业学院，贵阳 550014)

后棱蛇属OpisthotropisGünther， 1872隶属于游蛇科Colubridae，主要分布在中国南部和东南亚地区，常见于低山次生林下流速较快的小溪内(赵尔宓，2006)。目前，该属物种有24种，中国记录有 14种(Murphyetal.，2008；Caietal.，2015；Renetal.，2017；Wangetal.，2017；Ziegleretal.，2018)，即武陵山系东部的赵氏后棱蛇O.zhaoermiiRen， Wang， Jiang， Guo & Li， 2017、深圳后棱蛇O.shenzhenensisWang， Guo， Liu， Lyu， Wang， Luo， Sun & Zhang， 2017、刘氏后棱蛇O.lauiYang， Sung & Chan， 2013、横纹后棱蛇O.balteata(Cope， 1895)、莽山后棱蛇O.cheniZhao， 1999、广西后棱蛇O.guangxiensisZhao， Jiang & Huang， 1978、沙坝后棱蛇O.jacobiAngel & Bourret， 1933、挂墩后棱蛇O.kuatunensisPope， 1928、侧条后棱蛇O.lateralisBoulenger， 1903、山溪后棱蛇O.latouchii(Boulenger， 1899)、香港后棱蛇O.andersonii(Boulenger， 1888)、黄斑后棱蛇O.maculosaStuart & Chuaynkern， 2007、福建后棱蛇O.maxwelliBoulenger， 1914、老挝后棱蛇O.praemaxillaris(Angel， 1929)。贵州省现有记录的后棱蛇属物种有侧条后棱蛇和山溪后棱蛇，前者仅分布在湄潭县，后者广泛分布于贵州省东部(江口县、印江县、石阡县)、东南部(雷山县)、南部(贵定县、荔波县)等地区(伍律等，1985；冉辉等，2012；魏刚等，2017)(图1)。根据Ren等(2017)对山溪后棱蛇种组的划分，山溪后棱蛇与赵氏后棱蛇均属于山溪后棱蛇种组。

本研究组于2010年8月在贵州省雷公山国家级自然保护区采集到1号雌性后棱蛇属成体标本；2018年5月在贵州省黄平县朱家山县级自然保护区进行本底资源调查时，共采集到3号后棱蛇属物种成体标本，其中2号雌性，另1号标本损坏严重无法辨别雌雄，无法进行形态学数据的测量；2018年5月在贵州省麻江县进行第二次全国陆生脊椎动物调查时，采集到1号雄性后棱蛇属物种成体标本。经过形态学比较和分子系统发育分析鉴定为赵氏后棱蛇，其在贵州的采集(武陵山系以西)，为贵州山溪后棱蛇种组新增一记录。本研究对赵氏后棱蛇进行了详细的形态学描述，并补充了武陵山以西此物种的分子生物学数据，以期为理解武陵山系对爬行动物扩散作用的生物地理学意义提供一定的帮助。

1 材料与方法

1.1 材料

实验材料为采自雷公山国家级自然保护区(GZNU320074；108°10′44.49″E，26°22′32.60″N，海拔 1 328 m)、黄平县朱家山县级自然保护区(GZNU20180515018、GZNU20180521001、GZNU20-180521002；107°39′44.49″E，26°54′35.23″N，海拔833 m)和麻江县岩下村(GZNU20180728005；107°37′57.98″E，26°23′49.71″N，海拔759 m)的 5号赵氏后棱蛇成体标本(图1)。测量形态学性状后，取尾部肌肉保存于90%乙醇中；标本使用10%福尔马林浸泡，保存于贵州师范大学生命科学学院动物生态学标本室。

1.2 形态学数据测量

标本的形态鉴定参考《中国蛇类》(赵尔宓，2006)以及Ren等(2017)的检索表进行，对22个可量和可数性状进行了测量和计数。除全长使用卷尺外，其余指标均使用游标卡尺测量。记录标本左侧性状。测量指标包括：全长(total length，TL)、尾长(tail length，TaL)、头长(head length，HL)、头宽(head width，HW)，同时还参考了Ren等(2017)的方法，对吻长(snout length，SL)、吻宽(maximum rostral width，RW)、眼间距(interorbital distance，IOD)、眼径(eye width，EW)、眼下缘到上唇鳞的距离(distance between the lower margins of eye and of the lip，SOL)、颊鳞的最大长度(maximum loreal length，LOL)和颊鳞的最大宽度(maximum loreal depth，LOD)、前颞鳞最大长度(maximum anterior temporal length，TOL)和前颞鳞最大宽度(maximum anterior temporal depth，TOD)进行了测量。标本的背鳞(dorsal scale rows，DSR)、上唇鳞(supralabial counts，SL)、下唇鳞(infralabial counts，IL)、颞鳞(temporal counts，TEM)、上颌齿数(maxillary tooth counts，MT)、腹鳞(ventral counts，VEN)、尾下鳞(subcaudal counts，SC)和眶前鳞(preocular counts，PrO)、眶后鳞(postocular counts，PtO)的可数性状鉴定依据和标准参考赵尔宓(2006)。

除测量的4号标本外，中国分布的山溪后棱蛇种组物种的可量及可数性状(表2)均来自相关文献(伍律等，1985；赵尔宓，2006；冉辉等，2012；Renetal.，2017)。

1.3 DNA提取、扩增和测序

使用DNeasy Blood & Tissue Kit(No.69504，QIAGEN Catalog)提取肌肉标本DNA。选择线粒体cytb基因作为分子标记，使用引物L14919(5’-AACCACCGTTGTTATTCAACT-3’)和H16064(5’-CTTTGGTTTACAAGAACAATGCTTTA-3’)进行PCR扩增(Burbrinketal.，2000；Guoetal.，2012)。PCR反应条件为：94 ℃ 7 min；94 ℃ 40 s，46 ℃ 30 s，72 ℃ 1 min，35个循环；72 ℃ 8 min，4 ℃保存。产物由成都擎科梓熙生物技术有限公司双向测序。

图1 贵州省后棱蛇属物种分布
Fig. 1 Distribution of the genusOpisthotropisin Guizhou province

圆圈表示物种的采集地： 1. 冉辉等(2012)， 2. 魏刚等(2017)， 3. 伍律等(1985)， 4. 本研究， 5. Ren等(2017)； 绿色面状表示山溪后棱蛇种组的物种在武陵山系、佛顶山以及雷公山区域的连续分布

Circles represent where the specimens were collected： 1. Ranetal.， 2012， 2.Weietal.， 2017， 3. Wuetal.， 1985， 4. this study， 5. Renetal.， 2017； green shows the continuous distribution ofOpisthotropislatouchiiandO.zhaoermiiin Wuling Mountains system， Foding Mountains and Leigongshan Mountains

1.4 系统发育分析

在NCBI数据集对cytb序列进行BLAST比对，并使用DAMBE(Xia & Xie，2001)进行序列饱和性检测。

选择后棱蛇属14个物种的44个cytb序列(表1)，使用MEGA 7.0(Kumaretal.，2016)的MUSCLE进行多重序列比对，以地理种群分组，采用两两对比方法计算后棱蛇属物种间的遗传距离(p-distances)。

选择后棱蛇属14个物种的44个cytb序列，缅甸颈槽蛇RhabdophisleonardiWall， 1923和棕网腹链蛇HebiusjohannisBoulenger， 1908作为外群(表1)用于系统发育分析(Renetal.，2017；Wangetal.，2017)。使用贝叶斯法(BI)和最大似然法(ML)进行系统发育树的构建。最适模型基于赤池信息准则(AIC)在PartitionFinder 2(Lanfearetal.，2012)进行选择。贝叶斯分析在MrBayes 3.1.2(Ronquist & Huelsenbeck，2003)进行，设置4条链独立运行10 000 000代，每隔100代对树进行一次采样，舍弃前25%，使用贝叶斯后验概率(BPP)检测节点的支持率。在Tracer 1.6 (Rambautetal.，2018)中查看相关运行参数的收敛性和有效样本量。在IQ-TREE(Nguyenetal.，2014)中运行1 000次Bootstrap重复抽样分析，以检验各节点置信度，使用BSP值检验节点处的支持率。

2 结果

2.1 形态鉴定和描述

鉴别特征：头部与颈部区分不明显；前额鳞单枚，宽大于长；鼻孔向上；眼睛较小；体型呈圆柱形(443.83～532.01 mm)；背鳞通身17行，前部起棱并向后增强；腹鳞138～143枚，尾下鳞二分，57～61对；无眶前鳞，眶后鳞2枚或1枚；颊鳞1枚并向后延伸入眶；上唇鳞9～10枚，第5枚与第6枚入眶；体背面和侧面有黑黄相间的纵纹。

形态描述(图2，表2)：头小，略扁平，与颈部区分不明显；吻宽而钝圆，宽大于高；眼较小，瞳孔椭圆形；头宽大于长，鼻孔位于鼻鳞靠背中央一边，鼻间鳞2枚较小，长大于宽，鼻鳞略偏背侧，鼻孔略近吻背；前额鳞单枚。上唇鳞9枚(4-2-3)或10枚(4-2-4/4-3-3)，第1、2枚与鼻鳞相接，第3枚同时接鼻鳞和颊鳞；第4枚完全接颊鳞、第5、6枚或第5枚或第6枚或第7枚入眶；下唇鳞9～10枚，第1枚狭长，前3枚切前颔片；颔片2对，前颔片稍大于后颔片，后颔片被1～4枚小鳞隔开；颊鳞1枚，向后延伸入眶，长大于宽；无眶前鳞，眶后鳞1或2枚；前颞鳞1枚(1+1/1+2)。前额鳞正中略呈“∧”形，切入两鼻间鳞之间，后缘较平；额鳞1枚，呈盾型，后端呈“V”形，与顶鳞相接；顶鳞2枚；背鳞中央起棱，并向后增强，两侧光滑，背鳞通身17行；腹鳞138～143枚；肛鳞2枚。尾下鳞成对，57～61对，尾下鳞的鳞沟呈黑色，在尾腹面中央形成黑色纵线纹。体背面黄褐色，头背面略深，隐约有不规则黑色斑，体背面及侧面有黑色与黄色细长纵线相间排列，中央2条黄色纵纹在体前端颜色较深，向后逐渐变淡；腹部浅黄色，外侧有不对称点斑。

采自贵州省的5号后棱蛇属标本形态特征符合Ren等(2017)赵氏后棱蛇模式产地标本形态特征的描述。

2.2 系统发育分析

将5号赵氏后棱蛇标本的cytb序列上传到GenBank后，将后棱蛇属14个物种的cytb序列进行比对和编辑后，确定用于分析的序列长度为1 060 bp，其中有623个保守位点、437个变异位点和400个简约信息位点。

5号赵氏后棱蛇与模式产地的赵氏后棱蛇之间的遗传距离为0.08%；后棱蛇属物种间的遗传距离差异较大，为5.05%～17.65%；5号赵氏后棱蛇与山溪后棱蛇和莽山后棱蛇的遗传距离较近，分别为5.14%和5.57%。

基于BI法和ML法构建的系统发育树产生了相同的的拓扑结构，仅在末端分支节点上存在一些差异。系统发育树显示，5号赵氏后棱蛇与模式产地的赵氏后棱蛇聚为一支(BPP=1.00，BSP=100)；赵氏后棱蛇与莽山后棱蛇和山溪后棱蛇聚为一支，符合山溪后棱蛇种组的划分(Renetal.，2017)(图3)。

遗传距离和系统发育分析结果表明，采自贵州省雷山县、黄平县和麻江县的后棱蛇属物种标本为赵氏后棱蛇。

2.3 生境描述

贵州省黄平县和麻江县采集的赵氏后棱蛇主要分布在海拔833～900 m的溪流及附近地区，溪流湍急，水温18 ℃，溪流两侧灌丛-杂草丛茂盛；也偶见于农用水渠中，见光即迅速窜入水溪流的泥沙中。雷山县采集的赵氏后棱蛇分布在海拔1 328 m的溪流附近。

3 讨论

基于形态学比较和系统发育分析，证实了采自武陵山系以西的雷公山地区(贵州省雷山县)和佛顶山地区(贵州省黄平县、麻江县)的后棱蛇属物种为赵氏后棱蛇，属于山溪后棱蛇种组(Renetal.，2017)。

与山溪后棱蛇种组物种在武陵山系、佛顶山和雷公山区域的连续分布不同，侧条后棱蛇在贵州分布具有局限性。赵氏后棱蛇在贵州的发现表明，长江流域-武陵山系的物种多样性可能被低估，因为在这一地理单元已有多个两栖爬行类新种被描述(徐宁等，2007；李松等，2008a，2008b，2010；Yangetal.，2011；王超等，2013；Wangetal.，2013；Zhangetal.，2017)，这可能是该地区在第四纪冰川冰期作为避难所的缘故，因为在这一地区分布着第四纪冰川的孑遗动植物，如：黔金丝猴Rhinopithecusbrelichi、珙桐Davidiainvolucrata与银杏Ginkgobiloba(贵州省黔东南苗族侗族自治州人民政府，1989；贵州省林业厅，梵净山国家级自然保护区，1990)。同时，采自贵州省雷山县的样本(GZNU320074)最先分化出来，这表明该种的扩散中心可能位于苗岭地区，并沿着武陵山系向东侧扩散而形成现有分布格局。本研究分析得知，武陵山以东的(湖南省古丈县)和以西(贵州省佛顶山地区)的赵氏后棱蛇种群之间的遗传距离为0.08%，这表明武陵山系的抬升对周围地区物种的不同地理种群之间的基因交流可能存在地理屏障作用(Zhongetal.，2015；Guoetal.，2016；李仕泽等，2016)。武陵山系的存在和抬升对赵氏后棱蛇迁移和扩散所形成的生物地理屏障较弱，这可能是由于武陵山系的造山运动和苗岭抬升的时间较晚(周启泳，陈佩英，1993)。对于武陵山系周围地区形成这一生物地理分布格局的原因仍有待进一步使用生物地理学方法进行研究。

表1 GenBank中下载用于构建系统发育树的cyt b序列信息Table 1 Summary of cyt b sequences used for reconstructing the phylogenetic tree

图2 贵州省3个县分布的赵氏后棱蛇雌性成体标本
Fig. 2 Adult females ofOpisthotropiszhaoermiicollected in Guizhou province

黄平县标本(GZNU20180521002)背面(A)和腹面(B)； 雷山县标本(GZNU320074，A1～A3)、麻江县标本(GZNU20180728005，B1～B3)和黄平县标本(GZNU20180521001， C1～C3和GZNU20180521002， D1～D3)； 头侧面(A1、B1、C1、D1)、头背面(A2、B2、C2、D2)和头腹面(A3、B3、C3、D3)

Dorsal (A) and ventral (B) views of GZNU20180521002 collected in Huangping county； lateral， dorsal and ventral views of the specimens from Leishan county (GZNU320074， A1-A3)， Majiang county (GZNU20180728005， B1-B3) and Huangping county (GZNU20180521001， C1-C3 and GZNU20180521002， D1-D3)

图3 基于线粒体cyt b序列构建的后棱蛇属的系统发育树Fig. 3 Phylogenetic tree constructed based on the cyt b sequences of genus Opisthotropis

节点数字表示主要分支的BPP/BSP值， 加粗编号为本研究中采集到的标本编号

The number at the node represents the BPP/BSP value， the numbers in bold represent the number of specimens collected in this study

伍律等(1985)记录了贵州省分布的山溪后棱蛇的形态数据，冉辉等(2012)和魏刚等(2017)分别记录了采自贵州佛顶山和梵净山地区的山溪后棱蛇标本，其物种描述部分和图片均与采自贵州省的赵氏后棱蛇相似，但是物种描述不详细，且缺乏分子生物学证据，不能肯定是否为山溪后棱蛇，需要重新检视标本，因此在今后的分类学研究工作中，不仅需要使用传统的形态学方法，还需要结合分子遗传学方法。

致谢：感谢中国科学院成都生物研究所任金龙在标本鉴定方面提供的帮助，感谢贵州省林业科学研究院、雷公山国家级自然保护区、黄平县朱家山县级自然保护区和工作人员在调查过程中提供的帮助，感谢周俊、崔洪涛、曾祥和范祥迪在样品采集及测量中的帮助。