我国裸胸鳝属鱼类新记录种——奥迪萨裸胸鳝(Gymnothorax odishi)形态与线粒体基因组分析*

梁日深 何浩斌 郜梓涵 张景琪 朱梓锋陈厚桦 周 萌 黄燕华 张 凯

(1. 仲恺农业工程学院健康养殖创新研究院 广东广州 510225; 2. 仲恺农业工程学院动物科技学院 广东广州 510225;3. 广东省水环境与水产品安全工程技术研究中心 广东广州 510225; 4. 深圳大学生命与海洋科学学院 广东深圳 518060;5. 华南农业大学海洋学院 广东广州 510642)

裸胸鳝鱼类隶属于鳗鲡目(Anguilliformes), 海鳝科(Muraenidae), 海鳝亚科(Muraeninae), 裸胸鳝属(Gymnothorax) (成庆泰等, 1987), 广泛分布于全球热带、亚热带及温带海区, 主要栖息于珊瑚礁及岩礁区域, 部分物种生活在近海沙泥底质海域, 为凶猛肉食性鱼类(申屠垠等, 2009)。裸胸鳝在体表颜色和斑纹上呈现出明显的多样化, 从体表纯色无斑纹到各种鲜艳颜色与独特的斑纹、条带、网纹及其他不规则斑纹图案。目前全球裸胸鳝属记录约120 多种(Smith, 2012;Smithetal, 2019; Froeseetal, 2023), 是海鳝科中物种数量最多的一个属。我国分布有30 余种(朱元鼎等, 1962,1963; 成庆泰等, 1987; 黄宗国, 2008; 刘瑞玉, 2008;张春光, 2010; 陈大刚等, 2016)。其中《中国海洋鱼类》(陈大刚等, 2016)与《中国海洋生物名录》(刘瑞玉, 2008)记录的裸胸鳝属种类最多, 均为37 种。

由于裸胸鳝栖息环境较为隐秘, 并具凶猛攻击性, 故目前有关裸胸鳝鱼类的基础研究较少(Reeceet al, 2010)。部分裸胸鳝的物种有效性、信息名录与种质资源分布还存空白, 有待进一步更新与完善(Böhlkeetal, 2000; Smith, 2012; Tangetal, 2013; Huangetal,2019)。近年来, 在印度-西太平洋部分国家和地区的海域陆续发现一些裸胸鳝的新种或新记录种, 如中国台湾澎湖列岛Gymnothoraxpoikilospilus(Huanget al, 2022)、越南坚江省Gymnothoraxlonginquus(Huangetal, 2020)、印度安达曼群岛Gymnothorax aurocephalus(Nashadetal, 2020)、印度喀拉拉邦Gymnothoraxsmithi(Sumodetal, 2019)、印度西孟加拉邦Gymnothoraxpseudotile(Chakrabortyetal, 2018)等。自2018 年以来, 全球共有10 个裸胸鳝新种或新记录种被发现, 揭示目前裸胸鳝属鱼类还存在许多未被开发的种质资源, 物种分类信息与地理分布数据有待进一步的更新和确认。国内近两年也有鞍头裸胸鳝(Gymnothoraxsagmacephalus) (何浩斌等, 2022)、黏裸胸鳝(Gymnothoraxmucifer) (张国庆等, 2022)等裸胸鳝新记录种鉴定的报道, 表明国内裸胸鳝种质资源研究同样不足, 存在较大的可挖掘潜力。

本研究于2021 年11 月在海南省陵水黎族自治县水产码头采集裸胸鳝样品一尾, 其主要特征为: 体型较短, 粗大, 体棕褐色, 眼睛后缘及鳃孔处有一明显黑斑, 鳃部至吻端区域分布橘黄色斑点, 头部之后整个躯干单一褐色, 无其他斑纹、条带。该物种在我国分类资料均无记载。形态特征与Mohapatra 等2018年采集于东印度奥迪萨邦海岸的裸胸鳝新种——奥迪萨裸胸鳝Gymnothoraxodishisp. nov.特征描述较为一致, 初步鉴定为奥迪萨裸胸鳝G.odishi, 为我国裸胸鳝新记录种。研究针对奥迪萨裸胸鳝进行详细的形态特征测量, 并与Mohapatra 采集的模式种进行比较。同时, 分子水平测定奥迪萨裸胸鳝线粒体全基因组, 针对奥迪萨裸胸鳝的分子分类地位深入探讨, 明确其在裸胸鳝属的分类地位, 验证其物种有效性, 为我国裸胸鳝属鱼类的系统分类以及物种名录修订提供分类基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

奥迪萨裸胸鳝样品标本于2021 年11 月在海南省陵水黎族自治县水产码头采集, 共1 尾, 全长864 mm。样品鲜活状态进行高清拍摄, 并取少量鳃丝样品于95%乙醇中保存, 用于基因组DNA 提取。鱼体标本浸泡于福尔马林溶液, 保存于仲恺农业工程学院动物科技学院水产养殖系实验室, 编号为ZKAT- GO20211101。

1.2 实验方法

1.2.1 形态学特征研究分析 采用传统形态学测量方法, 参考张春光(2010)、Mohapatra 等(2018)测量方式, 对采集的奥迪萨裸胸鳝样品的形态特征进行描述。可量性状利用直尺及游标卡尺进行准确测量,分度值精确到1 mm; 测量要素包括全长、体长、体高、肛前体长、肛后体长、头长、头高、吻长等; 可数性状采用直接计数法进行统计, 包括前颌齿、上颌齿、下颌齿、犁骨齿、前颌骨、中央齿及脊椎骨数等。

1.2.2 DNA 提取与线粒体基因组测序 取约20 mg 鳃丝组织样品, 利用海洋动物组织基因组DNA 提取试剂盒(天根生化), 按照说明书步骤提取样品DNA。提取的DNA 用80 µL 灭菌水溶解, 采用1%琼脂糖凝胶电泳检测、NanoDrop 2000 分光光度计分析, 筛选出质量、浓度优良的DNA 样品, 于-20 °C冰箱保存备用。选取的样品送往广州天一辉远生物科技有限公司, 基于Illumina NovaSeq 6000 测序平台,运用第二代测序技术(Next generation Sequencing,NGS)对样品线粒体基因组进行高通量测序。

1.2.3 序列拼接组装与注释分析 测序所得有效数据利用SPAdes 3.11.0 (Bankevichetal, 2012)软件进行组装。组装完成的线粒体基因组于在线注释工具MITOs (Berntetal, 2013)网站(http://mitos.bioinf.unileipzig.de/)进行识别与注释, 利用CGView (Stothardetal, 2019) (https://cgview.ca)工具绘制线粒体基因组图谱。利用tRNAScan-SESearchServer (Loweetal,1997)软件对tRNA 二级结构进行预测, 利用MEGA X(Kumaretal, 2018)软件分析裸胸鳝线粒体基因组碱基组成、遗传距离、基因的密码子偏好性等信息。

1.2.4 分子系统进化分析 基于奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组中12 个蛋白编码基因序列(ND6除外),结合GenBank 上公布的24 种海鳝科鱼类以及作为外类群的海鳗科(Muraenesocidae)海鳗(Muraenesox cinereus)线粒体基因组12 个蛋白编码基因共同分析。此外, 为了验证奥迪萨裸胸鳝物种有效性及其在裸胸鳝属中的分类地位, 从GenBank 下载全球分布的71 种裸胸鳝属鱼类DNA 条形码COI基因序列, 利用Clustal W (Thompsonetal, 1994)软件进行序列比对,生成统一的数据矩阵。利用MEGA X (Kumaretal,2018)软件计算各物种遗传距离, 基于RAxML 8.0 软件(Stamatakis, 2014)利用最大似然法(Maximum likelihood method)和邻接法(Neighbor-joining method)构建分子系统进化树, 利用jModelTest 2.1.5 (Posada,2008)进行进化树最佳模型预测, 进化树各分支节点的置信度采用1 000 次Bootstrap 自举法验证。

2 实验结果

2.1 奥迪萨裸胸鳝形态特征

2.1.1 新种记录 奥迪萨裸胸鳝标本样品ZKATGO20211101 于2021 年11 月1 日采集于海南省陵水黎族自治县水产码头, 全长864 mm。

图1 奥迪萨裸胸鳝外部形态特征图Fig.1 External morphological characteristics of G. odishi

2.1.2 鉴别特征 体棕褐色, 体型较粗大, 吻端至鳃孔部分布有橘黄色小斑点, 眼睛后缘存在比眼睛大的黑色斑块, 鳃孔边缘黑色, 背鳍始于鳃孔之前,身体无其他明显斑纹或条带, 体纯色, 前颌齿、上颌齿、中央齿单行, 下颌齿两行, 椎骨式为4-52-135。

2.1.3 性状描述 奥迪萨裸胸鳝形态测量数据见表1。该裸胸鳝全长为864 mm, 全长为体高(99 mm)的8.73 倍, 为背鳍前距(81.5 mm)的10.60 倍, 为臀鳍前距(378.8 mm)的1.82 倍, 为头长(121.4 mm)的7.12倍。头长是上颌长(59 mm)的2.06 倍, 下颌长(68 mm)的1.79 倍, 眼径(9.1 mm)的13.34 倍, 眼间距(18.3 mm)的6.63 倍。

表1 奥迪萨裸胸鳝性状测量数据Tab. 1 Morphometric measurement data of G. odishi

背鳍鳍条数为317, 臀鳍鳍条数为198。锥体呈双凹型, 总脊椎数为135, 背前脊椎数为4, 肛门前脊椎数为52, 椎骨式4-52-135。牙齿呈锥状, 前颌齿一行, 每侧具6～7 颗较大犬齿; 上颌齿一行, 牙齿较前颌齿稍小, 每侧13 颗; 中央齿尖长弯曲, 单行, 3 颗;无犁骨齿; 下颌齿两行, 外侧每侧牙齿25 颗, 内侧每侧2 颗, 靠近吻端。

体棕褐色, 体型粗壮, 吻长较短, 前鼻孔呈长细管状, 位于上颌前端, 后鼻孔圆形, 位于眼前缘上方。吻端至鳃孔区域分布有零散橘黄色斑点, 眼睛后缘存在比眼睛大的明显黑斑, 鳃孔边缘也为黑色。背鳍始于鳃孔之前, 体色单一, 无其他斑纹或条带。背鳍、臀鳍均与尾鳍相连, 无胸鳍, 肛门位于体中央之后。

2.2 奥迪萨裸胸鳝与近缘裸胸鳝种类形态差异比较

根据目前国内分类资料所收录的裸胸鳝属鱼类物种信息(成庆泰等, 1987; 张春光, 2010; 陈大刚等,2016; Froeseetal, 2023), 排除体色鲜艳, 身体具复杂斑点、条纹或条带的种类, 保留与奥迪萨裸胸鳝形态接近、体色偏纯色, 无复杂斑纹的种类比较分析, 结果如表2 所示。奥迪萨裸胸鳝可根据体型短粗、眼后存在黑斑、鳃孔黑色、头部分布橘黄色斑点等典型特征, 与其他裸胸鳝区分开来。

表2 奥迪萨裸胸鳝与相关近缘裸胸鳝形态特征比较Tab.2 Comparison analysis of morphological characteristics among G. odishi and related Gymnothorax species

2.3 奥迪萨裸胸鳝线粒体全长结构特征

2.3.1 线粒体全长基本结构 测序获得奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组全长为16 580 bp (Genbank 登录号:OR465051), 闭合双链(重链和轻链)环状结构。整个基因组由37 个基因组成, 13 个蛋白编码基因、22 个tRNA 基因、2 个rRNA 基因和1个D-Loop 非编码控制区序列(见图 2, 表 3)。9 个基因[tRNA-Gln、tRNA-Ala、tRNA-Asn、tRNA-Cys、tRNA-Tyr、tRNA-Ser(UCN)、tRNA-Glu、tRNA-Pro和ND6]位于轻链上, 其余基因均位于重链。基因排列顺序与大多数鱼类相似,无重排现象。基因组4 种碱基A、T、C、G 含量分别为: 30.05%、26.86%、25.94%、17.15%, A+T (56.91%)大于G+C (43.09%), 表现为A+T 偏好性和反G 偏倚。

图2 奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组结构图Fig.2 Mitogenome map of G. odishi

奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组存在一定的间隔与重叠(表3)。其中间隔区出现11 次, 间隔长度为1～22 bp, 总长度为 45 bp, 最大间隔区在tRNA-Asn和tRNA-Cys之间。重叠区出现6 次, 重叠长度为1～10 bp,总长度24 bp, 最大重叠区在ATPase8与ATPase6之间。其他基因排列紧密, 无间隔与重叠情况。

表3 奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组结构组成Tab.3 Main structures of complete mitogenome in G. odishi

2.3.2 蛋白编码基因分析 奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组13 个蛋白编码基因总长度为11 470 bp, 占线粒体全长的69.18%。除COI基因利用GTG 作为起始密码子, 其他蛋白编码基因起始密码子均为ATG; 终止密码子类型在不同基因中存在多样化, 除了ATPase8、ATPase6、ND1、ND4L、ND5、ND6和Cytb基因使用 TAA 外, 其他基因均为不完全终止密码子, 如COIII基因使用TA,ND2、COI、COII、ND3和ND4基因使用T 作为终止密码子。终止密码子的缺失一般认为是由多聚腺苷酸化引起。而利用TA 或T 这两种不完全终止密码子, 在其他鱼类线粒体基因组也是常见的现象。

计算奥迪萨裸胸鳝蛋白编码基因相对密码子使用频率(relative synonymous codon usage, RSCU)如图3 所示。结果表明, 奥迪萨裸胸鳝13 个蛋白编码基因中存在31 个偏好密码子(RSCU＞1)。其中, 使用频率最高的密码子是 CGA (RSCU=2.40), 最低为 GCG(RSCU=0.19)。各密码子的RSCU 值相差较大, 表明密码子使用频率具有一定的偏向性。在密码子第三位中,A 的使用频率最高(1 356 个), AT 使用频率均高于GC。

图3 奥迪萨裸胸鳝蛋白编码基因同义密码子使用情况Fig.3 Relative synonymous codon usage (RSCU) of the mitogenome of G. odishi

在氨基酸组成方面, 总长度为11 470 bp 的蛋白编码序列中, 除去终止密码子, 共编码氨基酸3 814个, 其中亮氨酸(Leu)含量最高, 为15.86%, 其次是丙氨酸(Ala), 含量为8.76%, 而半胱氨酸(Cys)含量最小, 仅为0.87% (图4)。

图4 奥迪萨裸胸鳝蛋白编码基因氨基酸数Fig.4 Number of amino acids in protein-coding genes of G. odishi

2.3.3 tRNA 与rRNA 基因分析 奥迪萨裸胸鳝rRNA 基因由12SrRNA和16SrRNA组成。12SrRNA基因长度为949 bp,16SrRNA为1 646 bp, 两者位于tRNA-Phe和tRNA-Leu(UUR)之间, 中间由tRNA-Val基因隔开。22 个tRNA 基因长度在67 bp (tRNA-Cys)至76 bp (tRNA-Leu)之间, 总长度为1 552 bp。其中8个 tRNA 基因位于轻链, 14 个位于重链。利用tRNAscan-SE 软件进行tRNA 二级结构进行预测, 除tRNA-Ser(AGY)缺少一个DHU 臂, 其余21 个tRNA基因均能形成典型的三叶草形结构。

2.4 海鳝科分子系统进化分析

2.4.1 海鳝科蛋白编码基因序列分子系统进化关系基于线粒体基因组12 个蛋白编码基因序列(ND6基因除外), 以海鳗科海鳗作为外类群, 利用最大似然法(ML)及邻接法(NJ)将奥迪萨裸胸鳝与Genbank 下载的24 种海鳝科鱼类序列一起构建分子系统进化树。构建ML 树之前, 使用Modeltest 软件预测最佳核苷酸替代模型为GTR+G+I。两种方法构建的进化树拓扑结构基本一致, 将两种进化树合并, 树上节点分别为ML 法与NJ 法的bootstrap 支持率(图5)。进化树上, 25 种海鳝科鱼类主要形成海鳝亚科与鳍尾鳝亚科两个独立分支, 海鳝亚科包括裸胸鳝属(Gymnothorax)、蛇鳝属(Echidna)、勾吻鳝属(Enchelycore)、裸海鳝属(Gymnomuraena)、管鼻海鳝属(Rhinomuraena)和弯牙海鳝属(Strophidon), 鳍尾鳝亚科(Uropterygiinae)包含鞭尾鳝属(Scuticaria)和高眉鳝属(Anarchias), 与形态学划分一致。在海鳝亚科分支中, 物种数量最多的裸胸鳝属并未形成单系, 除了裸海鳝属单独一支位于海鳝亚科分支基部, 蛇鳝属、勾吻鳝属、管鼻鳝属与弯牙海鳝属的种类均分散分布于裸胸鳝属内部。奥迪萨裸胸鳝进化地位主要位于小裸胸鳝、网纹裸胸鳝等6 种海鳝鱼类组成的分支中, 并以100%的支持率与匀斑裸胸鳝和淡网纹裸胸鳝形成的分支聚在一起, 揭示其与匀斑裸胸鳝/淡网纹裸胸鳝的关系最近。

图5 基于12 个蛋白编码基因序列利用最大似然法和邻接法构建的25 种海鳝科的分子系统进化树Fig.5 Molecular phylogenetic trees of 26 Muraenidae species constructed using the maximum likelihood and neighbor-joining methods based on 12 protein-coding genes

2.4.2 裸胸鳝属DNA 条形码COI基因序列分子系统进化关系 为了从分子水平分析奥迪萨裸胸鳝物种有效性及其在裸胸鳝属鱼类的分类地位, 选择鱼类DNA 条形码COI基因进行分析。从奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组中获取COI基因序列, 结合GenBank下载的71 种裸胸鳝属鱼类COI基因序列共同比对分析。利用MEGA X 软件, 基于Kimura-2-parameter 模型计算奥迪萨裸胸鳝与其他裸胸鳝的种间遗传距离如表4 所示。奥迪萨裸胸鳝与其他裸胸鳝的COI遗传距离范围为0.082～0.263, 其中与肝色裸胸鳝的遗传距离最小(0.082); 与细尾裸胸鳝遗传距离最大(0.263)。所有遗传距离数值均远大于2% (0.020)的最小物种区分遗传距离, 揭示奥迪萨裸胸鳝是区分于其他裸胸鳝的独立物种。为进一步分析奥迪萨裸胸鳝在裸胸鳝属的分类地位, 根据遗传距离数据, 从中选择与奥迪萨裸胸鳝亲缘关系较近的20 种裸胸鳝(根据COI遗传距离从小到大的顺序), 以大头尾鳝和虎斑鞭尾鳝为外群, 采用最大似然法(ML)和邻接法(NJ)法进行分子系统进化树构建(图6)。结果显示, 两棵进化树上, 奥迪萨裸胸鳝与9 种裸胸鳝(肝色裸胸鳝、黄纹裸胸鳝、匀斑裸胸鳝、异纹裸胸鳝、爪哇裸胸鳝等)紧密聚为一支。在该分支中, 奥迪萨裸胸鳝先以高支持率与肝色裸胸鳝紧密聚成姐妹分支, 亲缘关系最近; 该分支再与黄纹裸胸鳝聚在一起, 最后再与淡网纹裸胸鳝、匀斑裸胸鳝形成的分支相聚。

表4 奥迪萨裸胸鳝与其他裸胸鳝的种间遗传距离Tab.4 Inter-specific genetic distance of COI sequences between G. odishi and other Gymnothorax species

图6 基于COI 基因序列利用最大似然法和邻接法构建的裸胸鳝属鱼类分子系统进化树Fig.6 Molecular phylogenetic trees of Gymnothorax species constructed using the maximum likelihood and neighbor-joining methodd based on COI genes

3 讨论

3.1 奥迪萨裸胸鳝的形态学分类信息

奥迪萨裸胸鳝最早于2018 年Mohapatra 等(2018)在东印度孟加拉湾作为新种发现, 至今世界其他地区均无记录。目前, 有关奥迪萨裸胸鳝的研究资料,除了Mohapatra 等(2018)的新种记录文章之外, 暂无其他数据信息, 世界鱼类数据库fishbase (Froeseetal,2023)也未有该裸胸鳝收录的资料。我国形态学分类书籍与文献中, 同样无奥迪萨裸胸鳝的物种记录信息。本研究在中国海南省陵水黎族自治县水产码头采集奥迪萨裸胸鳝的样品一尾, 形态学分析结果与Mohapatra 等(2018)鉴定的奥迪萨裸胸鳝的特征及图片信息基本吻合, 初步鉴定为奥迪萨裸胸鳝, 为中国裸胸鳝属新记录种, 也是继Mohapatra 之后第二次记录该裸胸鳝的信息。研究结果将奥迪萨裸胸鳝的分布范围从孟加拉湾扩展到中国南海, 为我国裸胸鳝属鱼类物种名录更新与完善提供依据, 充实我国裸胸鳝鱼类物种数据信息。

形态上, 裸胸鳝鱼类体色斑纹存在明显的物种差异多样化, 从体色单一无斑纹到多种复杂体色与斑纹特征。在体色单一纯色的裸胸鳝种类中, Böhlke(2000)曾根据脊椎骨数的多少将其划分为短体型及长体型两大类型, 短体型裸胸鳝脊柱骨数少于150, 而长体型类群脊椎骨数大于150。Mohapatra 等(2018)根据奥迪萨裸胸鳝脊椎骨数为133-138, 将其归为短体型类型。学者Böhlke 曾将全球裸胸鳝进行形态学归类, 汇总出属于短体型裸胸鳝的有 8 种(Böhlke,1997; Böhlkeetal, 2000), 分别为Gymnothorax herrei、Gymnothoraxkontodontos、Gymnothorax panamensi、Gymnothoraxatolli、Gymnothorax australicola、Gymnothoraxmicrostictus、Gymnothorax pinda以及Gymnothoraxpseudoherrei。近两年有学者在印度孟加拉湾另外发现了包括奥迪萨裸胸鳝在内的短体型裸胸鳝新种3 个Gymnothoraxmishraisp.nov (Rayetal, 2015)、Gymnothoraxodishisp. nov(Mohapatraetal, 2018)以及Gymnothoraxandamanensissp. nov (Mohapatraetal, 2019)。而我国有记录的短体型裸胸鳝仅有G.herrei以及G.pindae两种。奥迪萨裸胸鳝与上述其他短体型裸胸鳝相比, 除了G.panamensis之外, 其他裸胸鳝均不具有眼睛后缘存在大黑斑, 吻端至鳃孔部分布有橘黄色小斑点的特征。G.panamensis眼后虽具明显黑斑, 但它的背鳍起点开始于鳃孔之后, 而奥迪萨裸胸鳝背鳍起点始于鳃孔之前, 可有效区分开来。

3.2 奥迪萨裸胸鳝的线粒体基因组结构分析

奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组全序列, 全长为16 580 bp, 符合目前研究表明鳗鲡目鱼类线粒体基因组大小为15～22 kb 的长度范围(15～22 kb) (申欣等,2014)。基因组结构由13 个蛋白编码基因、2 个rRNA基因、22 个tRNA 基因和1 个非编码控制区(D-loop区)组成, 与其他鳗鲡目鱼类以及大部分硬骨鱼类结构一致(Tengetal, 2009; Zhongetal, 2018; 王开杰等,2022), 在 13 个蛋白编码基因中, 除了ATPase8、ATPase6、ND1、ND4L、ND5、ND6和Cytb基因利用TAA 外、其他基因均以TA 或T 作为不完全终止密码子, 这种不完全终止密码子在其他动物线粒体基因组中也普遍存在(Pengetal, 2006)。有研究表明,不完全终止密码子可在多聚腺苷酸化和多核转录切割作用形成完整的功能性终止密码子(Ojalaetal,1981; Duetal, 2016)。奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组A+T 含量(56.91%), C+G 含量(43.09%), 核苷酸组成具有明显的AT 偏向性, 与其他鳗鲡目及大多数硬骨鱼类碱基组成相似(申欣等, 2014; 毛明光等, 2019;刘凯等, 2020), 这种碱基分布的不平衡性主要是在种群演化过程中出现了自然突变以及选择压力而导致的结果(钟东等, 2002)。值得注意的是, 本研究的奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组未发现基因结构的重排, 这与部分前期研究鳗鲡目中蛇鳗科Ophichthyidae、海鳗科Muraenesocidae、康吉鳗科Congridae 等多个科鱼类线粒体基因组存在的各种基因重排现象不同(申欣等, 2014; Lüetal, 2019; Zhangetal, 2021; 宁子君等,2022)。将奥迪萨裸胸鳝线粒体基因组与GenBank 中已公布的海鳝科线粒体基因组结构分析发现, 所有海鳝科鱼类线粒体基因组均无基因重排现象, 揭示鳗鲡目mtDNA 中普遍的基因重排现象并不包括海鳝科鱼类。

3.3 奥迪萨裸胸鳝分子系统分类地位

基于线粒体基因组12 个蛋白编码基因与COI基因构建的分子系统进化树中, 奥迪萨裸胸鳝与匀斑裸胸鳝、淡网纹裸胸鳝、肝色裸胸鳝、黄纹裸胸鳝等裸胸鳝种类的亲缘关系最为密切。在12 个蛋白编码基因构建的海鳝科鱼类进化树上, 奥迪萨裸胸鳝以100%的支持率与匀斑裸胸鳝和淡网纹裸胸鳝形成的分支聚在一起。而基于COI基因构建的裸胸鳝属进化树上, 奥迪萨裸胸鳝先以高支持率与肝色裸胸鳝聚为一支, 该分支再与黄纹裸胸鳝、匀斑裸胸鳝和淡网纹裸胸鳝形成的分支聚在一起。在COI遗传距离上, 奥迪萨裸胸鳝与其他71 种裸胸鳝属鱼类遗传距离在0.082～0.263 之间, 均大于Hebert 等(2003)提出的最小物种鉴定遗传距离0.020 (2%), 从而在分子水平上揭示奥迪萨裸胸鳝是区分于目前其他裸胸鳝鱼类的独立物种。

3.4 海鳝科鱼类分子系统进化关系

在构建的海鳝科鱼类分子进化树中, 进化树将25 种海鳝划分为海鳝亚科Muraeninae (裸胸鳝属+蛇鳝属+勾吻鳝属+裸海鳝属+管鼻鳝属+弯牙海鳝属)与鳍尾鳝亚科Uropterygiinae (鞭尾鳝属+高眉鳝属)两个分支, 与形态学划分结果一致。在海鳝亚科分支中,我们发现物种数量最多的裸胸鳝属鱼类未能形成单系。除了裸海鳝属单独形成一支, 独立于裸胸鳝属类群之外, 蛇鳝属、勾吻鳝属、管鼻鳝属与弯牙海鳝属等其他属的种类均位于裸胸鳝属内部, 并将裸胸鳝属分割成多个分支。对于裸胸鳝属的非单系性, 前期研究也有报道, Reece 等(2010)、Tang 等(2013)、陈铭等(2022)利用不同的分子标记构建海鳝科分类关系,结果显示, 除了裸海鳝属, 海鳝亚科其他属的种类均聚在裸胸鳝属内部, 揭示裸胸鳝属可能为多系起源。Reece 等(2010)曾提出, 要体现裸胸鳝属的单系性,需要将其他属的种类归为裸胸鳝属。本研究基于12个蛋白编码基因序列得出的分类结果, 进一步验证裸胸鳝属的非单系性。而对于不同属的种类在裸胸鳝属中具体的位置, 需要后续更多的海鳝科线粒体全基因组全面综合分析才能最终体现。

4 结论

本研究采集分析了我国裸胸鳝属鱼类新记录种——奥迪萨裸胸鳝, 此前该物种仅在东印度孟加拉湾有记录, 其主要特征为: 体型粗壮, 体棕褐色,吻端至鳃孔区域分布橘黄色斑点, 眼睛后缘存在黑色斑块, 鳃孔边缘黑色, 身体无其他条带或斑纹。在线粒体基因组方面, 奥迪萨裸胸鳝线粒体全长为16 580 bp, 由38 个基因组成, 基因组结构特征与其他海鳝科鱼类相似。分子系统进化关系表明, 奥迪萨裸胸鳝与匀斑裸胸鳝、淡网纹裸胸鳝、肝色裸胸鳝与黄纹裸胸鳝的关系较为密切。COI遗传距离揭示奥迪萨裸胸鳝在分子水平上也是区分于世界上其他裸胸鳝的独立物种。研究结果为我国裸胸鳝属鱼类的系统分类及物种名录更新提供了有效的形态与分子水平分类依据。