基于形态学和DNA条形码探讨“南鲳”物种有效性

李 渊，王浩展，蔡紫紫，刘 成，刘世刚，张 然，林龙山*

(1.自然资源部第三海洋研究所，福建 厦门 361005;2.国家海洋局三沙海洋环境监测中心站，海南 海口 570311)

鲳鱼主要是指鲳科(Stromateidae)鱼类，在世界范围内均属于重要的经济种类。迄今为止，鲳科鱼类主要包括鲳属(Pampus)、低鳍鲳属(Peprilus)和真鲳属(Stromateus)。其中，被广泛接受的鲳属鱼类主要分布于北印度洋—西太平洋，从波斯湾到俄罗斯沿海[1-4]，但是近些年“银鲳”在地中海[5-6]和大西洋东北部的北海[7-8]也被报道过。真鲳属鱼类仅分布于南美洲的东西海岸和地中海，由于与鲳属鱼类相似的外部形态特征，直到1905年鱼类分类学家才将二者区分开[9]。低鳍鲳属是三者中最晚被发现的，常被叫做Harvestfishes，主要分布在北美洲南部、中美洲和南美洲北部西海岸[10]。从地理分布上可以看出，低鳍鲳属和真鲳属鱼类的分布区存在小范围的地理重叠，而鲳属与这两个属的分布区几乎没有重叠。低鳍鲳属是鲳科中种类多样性最高的，早期Horn(1970)综合了该属的分类材料并对该属进行了新的修订，提出7个有效种[1]；2016年，Marceniuk等结合形态数据和DNA条形码对南美洲大西洋沿海的低鳍鲳属鱼类进行研究，厘清了北方低鳍鲳(Peprilusparu)的同种异名，并复活了Pepriluscrenulatus和Peprilusxanthurus这两个种[10]。因此，目前该属有效种为9种。低鳍鲳属鱼类中的北方低鳍鲳、三刺低鳍鲳(Peprilustriacanthus)和太平洋低鳍鲳(Peprilussimilimus)是3种比较常见的种类，而其他几种则比较少见。

迄今为止，鲳科鱼类在中国沿海仅见鲳属鱼类分布，尚未见低鳍鲳属和真鲳属鱼类的报道。鲳属鱼类世界范围内有效种为7种，而中国沿海报道的鲳属鱼类为6种[11]。但是，近期在南海鱼类调查中发现了一种在当地被称为“南鲳”的鲳科鱼类，而且在海南、广东和广西水产品市场上有一定的供应量(市场调研)。由于“南鲳”与鲳属鱼类的外部形态非常相似，难以对该物种进行准确鉴定，加之鲳属鱼类中翎鲳(Pampuspumctatissimus)也有“北鲳”之称[12]，因此确定“南鲳”的物种分类地位势在必行，“南鲳”是否会是鲳属鱼类的隐存种呢？

本研究采集中国沿海分布的6种鲳属鱼类和“南鲳”样品，拟结合形态学和DNA条形码技术对“南鲳”进行准确的物种鉴定，找出其主要外部形态鉴别特征。同时，相关结果可为我国鲳科鱼类多样性的研究提供科学数据，也可为海洋鱼类分类学提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集

在海南省临高县采集“南鲳”样品40尾(图1)，所有样品进行形态学测量。随机选择“南鲳”4尾，同时采集6种鲳属鱼类(各2尾)取其背部肌肉保存于无水乙醇中，以备后续分子遗传学实验用。鲳属鱼类的形态鉴定主要参考Nakabo(2013)[3]和Li等(2019)[4]的鉴定标准。

图1 “南鲳”原色图和X射线图Fig.1 Primary color image of Peprilus medius and X-ray photograph

1.2 实验方法

1.2.1 形态学方法 参考Horn的方法[1]对所有“南鲳”样品进行如下形态学测量。可数性状包括：背鳍鳍棘和鳍条、胸鳍鳍条、臀鳍鳍棘和鳍条、尾鳍鳍条、鳃耙、脊椎骨(X射线拍照)、侧线鳞等。可量性状包括：体长和叉长，用游标卡尺进行测量，并精确到0.1 mm；体重精确到0.1 g。

1.2.2 遗传学方法 采用天根海洋生物DNA提取试剂盒提取所用鲳鱼个体的基因组DNA，DNA浓度检验合格后，置于冰箱中4℃保存。

采用鱼类线粒体的COⅠ基因片段引物(F1：5′-TCAACCAACCACAAAGACATTGGCAC-3′；R1：5′-TAGACTTCTGGGTGGCCAAAGAATCA-3′)进行目的片段扩增[13]。PCR反应体系为25 μL：2.5 μL dNTP(2 mmol/L)，2 μL 10×Taq buffer(含Mg2+)，F1引物(2 mmol/L)和R1引物(2 mmol/L)各1 μL，DNA模板1 μL，0.15 μLTaqDNA聚合酶，其余部分用蒸馏水补足。反应条件为：94 ℃预变性4 min；94 ℃变性45 s，50 ℃退火30 s，72 ℃延伸45 s，28个循环；72 ℃延伸10 min。取2.5 μL PCR扩增产物进行1.5%琼脂糖凝胶电泳检测，将符合测序浓度的PCR产物送青岛派森诺基因生物技术有限公司进行纯化和双向测序。

为了确保“南鲳”鉴定的准确性，其他几种鲳科鱼类的COI基因同源序列被下载(表1)，以便用于后续的比对分析。所有序列利用DNASTAR软件进行比对和剪切，以保证序列的一致性。同时，选择乌鲳(Parastromateusniger)作为鲳科鱼类系统发育关系研究的外群，基于K2P模型利用MEGA 5.0软件构建邻接关系树(Neighbor-Joining tree,NJ树)，并计算各种内、种间和属间的遗传距离[14]。由于缺乏鲳科鱼类的化石记录，无法准确定位其分化时间。本研究采用普遍认可的1.2%/百万年的COⅠ基因核苷酸分歧速率[4,15]推算各鲳科鱼类的分化时间。

表1 本研究所用样品和序列信息Tab.1 Information for samples and sequences of specimen studied

续表

2 结果与讨论

2.1 形态学分析结果

基于40尾“南鲳”形态测量结果显示(表2)，其体重范围为69.7～103.1 g，体长范围为123.5～144.3 mm，叉长范围为142.1～166.6 mm。

表2 鲳科鱼类形态特征比较Tab.2 Comparison of morphological characteristics of some pomfret fishes

中间低鳍鲳体卵圆形，侧扁，中度延长，背缘弧形中度隆起，眼径长于吻长。背鳍和臀鳍中等至延长的镰刀状，最长的臀鳍鳍条长度是最短臀鳍鳍条长度的6倍或更多；背鳍鳍条通常呈轻微的镰刀状；背鳍和臀鳍通常随着年龄的增长而变得更加延长。背鳍和臀鳍的鳍条前通常有3枚小鳍棘，臀鳍基长短于背鳍基长，背鳍鳍棘数目为3枚，鳍条数目为50～58条，臀鳍鳍棘数目为3枚，鳍条数目为49～57条。胸鳍鳍条数目为18～25条。尾鳍非常长，呈深叉状，鳍条数目为22～29条。鳃耙数目为22～25条。脊椎骨数目为33～35节。侧线鳞数目为106～119片。鲜活时，体背侧呈鲜艳的蓝色或绿银色，腹部灰白色，具有银色光泽。臀鳍和背鳍鳍条间的鳍膜上具有明显的黑色素沉淀，在胸鳍和尾鳍上不明显。福尔马林浸泡的样品体背侧颜色从蓝棕色变到棕色，腹部银色，或身体完全棕色或蓝棕色。

本研究形态数据与中间低鳍鲳形态结果[1]相比，背鳍、臀鳍鳍条数目差异较大，其余形态特征无明显差异；与鲳属鱼类形态结果[4]相比，鳃耙、背鳍、臀鳍数目均存在明显的差异，而胸鳍、尾鳍和脊椎骨数目则存在部分重叠。

2.2 遗传学分析结果

27条鲳科鱼类序列经比对剪切后，获得目的片段636 bp，其中变异位点194个，简约信息位点192个，单一信息位点2个，无插入或缺失现象存在。转换数为160，颠换数为58，转换颠换比为2.8，表明目的片段尚未达到突变饱和的状态。碱基A、T、G、C含量占比分别为25.0%、32.0%、17.9%和25.1%，表现出一定的AT偏好性。

以乌鲳为外群构建鲳科鱼类NJ树，结果显示所有样品共包含9个物种(图2)，其中6种鲳属鱼类聚类到一起，组成鲳属；GenBank中下载的巴西真鲳聚类到一起，组成真鲳属；“南鲳”则与中间低鳍鲳聚类到一起，而以“Psenopsisanomala”为学名提交的序列(KP334103)也聚类到中间低鳍鲳这一支，组成低鳍鲳属。从NJ树上可以看出，真鲳属与低鳍鲳属关系较近，而鲳属则属于最先分化出来的物种。

图2 基于COⅠ基因片段构建鲳科鱼类NJ树Fig.2 Neighbor-Joining tree of pomfret fishes constructed on COⅠ gene fragment

如表3所示，9个种的种内遗传距离范围为0.000～0.003，而种间遗传距离范围为0.014(银鲳与灰鲳)～0.252(珍鲳与乌鲳)，各属间遗传距离范围为0.116(真鲳属与低鳍鲳属)～0.225(低鳍鲳属与乌鲳属)，种属间遗传距离基本符合十倍法则。通常情况下，不同物种在COⅠ基因水平上遗传距离的种间差异≥2%[16]，除了银鲳和灰鲳外，其余物种间均符合这一规则。但由于银鲳和灰鲳外部形态上存在明显的鉴别特征，加之二者分化时间较短，未能积累足够的遗传变异，因此认为二者仍为不同的有效种。

表3 本研究中几种鲳鱼种内、种间和属间遗传距离Tab.3 Intraspecific,interspecific and intergeneric distance of COⅠ gene in this study

以1.2%/百万年的COⅠ基因核苷酸分歧速率估算物种间的分化时间，结果显示各种间的分化时间范围为1.17(银鲳与灰鲳)～21.01(珍鲳与乌鲳)百万年前，各属间分化时间范围为9.67(低鳍鲳属和真鲳属)～18.75(低鳍鲳属与乌鲳属)百万年前。

2.3 讨论

物种多样性是研究生态系统的基础，反映了进化的幅度和物种对特定环境的适应，物种识别和物种分类则是物种多样性研究的重要组成部分[17]。本研究对海南、广西和广东水产品市场上出现的“南鲳”进行准确的物种鉴定，厘清其分类地位，摸清其真实来源，为鲳科鱼类今后的研究提供参考。

自1758年，纵带真鲳(Stromateusfiatola)被发现开始，鲳科鱼类的命名一直存在争议，直到1905年Pampus作为鲳属拉丁学名被广泛接受，鲳属、低鳍鲳属和真鲳属才被真正的区分开。其中，低鳍鲳属和真鲳属主要分布在大西洋和东太平洋，而鲳属鱼类主要分布在西太平洋和北印度洋，在地理分布上存在一定的隔离。近期的研究发现“银鲳”在大西洋北海和地中海出现，所有“银鲳”个体均是现场调查活体捕获，排除了过往船只丢弃或压舱水带入的可能，推测“银鲳”发生了莱赛普迁移(Lessepsian migration)，通过红海经苏伊士运河进入地中海，并继续往外扩散到北海[5-8]。本研究从形态学和遗传学上确认了市面上俗称“南鲳”的鲳鱼实际上是中间低鳍鲳，主要分布于南美洲北部、中美洲和墨西哥的太平洋沿岸，向北至加利福尼亚湾南部地区，向南的分布范围靠近秘鲁佩塔(约5°S)。通过形态学对比结果(表2)可以看出，中间低鳍鲳与鲳属鱼类在外部形态上存在明显的差异，比如鳃耙、背鳍、臀鳍等。在遗传距离上中间低鳍鲳与鲳属鱼类的遗传距离为0.138，明显达到了属间的遗传距离，二者分化于中新世晚期。该鱼种在地理分布和南海历年的渔业资源调查中均未出现过，是否中间低鳍鲳在近些年也发生了类似“银鲳”的扩散迁移？

本研究所用的“南鲳”样品购买自临高县水产品市场，且销售人员“保证”其为本地捕捞种，但这一结果与中间低鳍鲳的分布范围相悖，由于所有样品并非调查现场采集，因此笔者也对“南鲳”样品的真实来源产生怀疑。经多方市场调研发现，“南鲳”实际是进口种类，商家解冻冰鲜冒充本地鲳鱼，以谋取更多的利润。因此，可以排除中间低鳍鲳在南海海域捕捞的可能。苏伊士运河的开通导致红海和地中海动物区系间的交流，形成了著名的莱赛普迁移事件，而海洋鱼类要想在海岸地质构造稳定的情况下发生物种的扩散迁移要比莱赛普迁移难得多，在一定程度上可以排除中间低鳍鲳发生了近期的扩散迁移。虚假的样品来源信息和孱弱的鱼类分类经验对科学研究往往会产生严重的误导，比如：Chen等(2016)利用Illumina二代测序技术对在广东省大亚湾水产试验中心获取的鱼类样品进行线粒体DNA全序列测定，并以“Psenopsisanomala”为学名提交至NCBI (GenBank号：KP334103)[18]，实际该鱼为中间低鳍鲳(表1)。

物种分类是开展海洋生物学研究的基础，而准确掌握样品的来源是进行生物地理学、系统进化等研究的前提。由于研究者缺乏鱼类分类经验，导致“南鲳”被错误鉴定，以次充好冒充本地鲳鱼，不仅欺骗消费者还误导了科研工作者。分子遗传学是一种手段，目前已规范化、流程化，而后续的有关研究均要建立在正确物种的基础上，形态学与之相辅相成。因此，在今后的学科建设中应该加强对基础生物学的重视，培养一批经验丰富的鱼类分类学家。

3 结论

(1)经形态学和DNA条形码比较发现，在海南、广东和广西水产品市场上的“南鲳”实为中间低鳍鲳，其报道分布范围为南美洲北部、中美洲和墨西哥的太平洋沿岸，在我国沿海尚未见报道。

(2)鲳科鱼类在我国沿海仅见鲳属鱼类分布，而中间低鳍鲳在外部的形态特征上与6种鲳属鱼类存在明显差异，如：中间低鳍鲳鳃耙(22～25条)对比鲳属(8～20条)；中间低鳍鲳背鳍(鳍棘数目为3枚，鳍条数目为50～58条)对比鲳属(鳍棘数目为5～11枚，鳍条数目为34～51条)；中间低鳍鲳臀鳍(鳍棘数目为3枚，鳍条数目为49～57条)对比鲳属(鳍棘数目为4～8枚，鳍条数目为32～49条)等。

(3)在COⅠ基因水平上，中间低鳍鲳与鲳属的遗传距离为0.138，基于1.2%/百万年的COⅠ基因核苷酸分歧速率推算二者的分化时间是中新世晚期。比对其同源序列时发现，以“Psenopsisanomala”(刺鲳)为学名提交的序列(KP334103)实为中间低鳍鲳。