淡水蟹的分子進(jìn)化和長(zhǎng)江華溪蟹胚胎發(fā)育末期幼體研究.pdf

1、十足目(Decapoda)中的短尾次目(Brachyura)在甲殼動(dòng)物亞門(mén)(Crustacea)軟甲綱(Malacostraca)中是一個(gè)龐大的類(lèi)群。主要分布在海洋里，而其中有一個(gè)特殊的分枝，隨著地質(zhì)歷史的變遷，適應(yīng)了淡水的生活，終身生活在淡水環(huán)境中，在淡水中生長(zhǎng)繁殖，成為獨(dú)特的淡水蟹類(lèi)(Freshwatercrabs)。淡水蟹是指那些在淡水中生長(zhǎng)繁殖，完成整個(gè)生活史的類(lèi)群，它們是在兩性硬殼時(shí)進(jìn)行交配，產(chǎn)卵量少，卵粒大，卵殼較厚，孵化后

2、以直接發(fā)育的方式完成幼體發(fā)育，沒(méi)有幼體變態(tài)過(guò)程。很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)有關(guān)淡水蟹的研究主要圍繞著醫(yī)學(xué)寄生蟲(chóng)學(xué)和經(jīng)典分類(lèi)學(xué)，但淡水蟹的起源及其分類(lèi)地位卻一直存在著一定的爭(zhēng)議?；诘返哪承┨厥獾纳飳W(xué)特性，近年在淡水蟹的繁殖生物學(xué)、系統(tǒng)發(fā)育和環(huán)境毒理學(xué)等領(lǐng)域都有研究報(bào)道。 本文分子進(jìn)化部分研究以mtDNA的12SrRNA、16SrRNA和COI基因的部分序列為依據(jù)，研究了3種淡水蟹，包括束腹蟹科(Parathelphusidae)1種，溪

3、蟹科(Potamidae)2種，及其他蟹類(lèi)12種，包括來(lái)自梭子蟹科(Portunidae)、方蟹科(Grapsidae)、扇蟹科(Xanthidae)、盔甲蟹科(Corystidae)、綿蟹科(Dromiidae)、酋婦蟹科(Eriphiidae)和寄居蟹科(Paguridae)的物種。通過(guò)系統(tǒng)分析軟件使用鄰接法(NJ)、最大筒約法(MP)和最小進(jìn)化法(ME)重建親緣關(guān)系樹(shù)，探討淡水蟹的起源及其在短尾類(lèi)中的分類(lèi)地位。結(jié)果表明12SrRN

4、A、16SrRNA和COI基因的部分序列具有不同的變異情況，包含不同的信息。12SrRNA、16SrRNA和COI基因的序列片段中A+T堿基含量分別為74.7％、70.8％和63．5％，均為富含A/T的區(qū)域與己知的其他節(jié)肢動(dòng)物相似；多重對(duì)齊結(jié)果的平均信息量的平均值分別為0.80、0.61和0.43，其平均信息量的平均值所呈現(xiàn)的規(guī)律正對(duì)應(yīng)于遺傳距離(在相同的堿基替代模型下)的平均數(shù)值(d)0.24、0.21和0.18。親緣關(guān)系重建中同樣也

5、發(fā)現(xiàn)三基因片段存在的差異，在科的水平上進(jìn)行分析時(shí)實(shí)驗(yàn)中所使用的12SrRNA基因部分序列更為有效。利用12SrRNA、16SrRNA和COI基因的部分序列片段進(jìn)行親緣關(guān)系分析時(shí)發(fā)現(xiàn)12SrRNA的部分序列數(shù)據(jù)的NJ、MP和ME的自展一致樹(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)完全一致，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表明扇蟹、梭子蟹和方蟹之間的親緣關(guān)系較近，束腹蟹科和溪蟹科組成的淡水蟹分支是位于其三者之外的分支；但在分析時(shí)也存在淡水蟹分支和方蟹聚為一支而扇蟹、梭子蟹聚為一支的情況。16

6、SrRNA部分序列數(shù)據(jù)穩(wěn)定性次于12SrRNA的部分序列數(shù)據(jù)但也取得了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為接近的結(jié)果。而利用COI基因的部分序列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為混亂且分支自展值較低，顯示其不適宜作為甲殼動(dòng)物不同科/總科間親緣關(guān)系分析的分子標(biāo)記。將12SrRNA和16SrRNA數(shù)據(jù)聯(lián)合后分析結(jié)果也表明扇蟹、梭子蟹和方蟹之間的親緣關(guān)系較近，束腹蟹科和溪蟹科組成的淡水蟹分支是位于其三者之外的分支；同樣，在分析時(shí)也存在淡水蟹分支和方蟹聚為一支，而扇蟹、

7、梭子蟹聚為一支的情況。來(lái)源于12SrRNA和16SrRNA數(shù)據(jù)，運(yùn)用不同算法的結(jié)果均不同程度的支持將束腹蟹科和溪蟹科生物組成的淡水蟹分支獨(dú)立于扇蟹、梭子蟹和方蟹三者聚成的一支之外，顯示淡水蟹分支具有和扇蟹、梭子蟹、方蟹不同的起源，這與以往一些學(xué)者提出的觀點(diǎn)有所差異，但在分析時(shí)也存在淡水蟹分支和方蟹聚為一支而扇蟹、梭子蟹聚為一支的情況，這表明還需要使用更多保守的序列作為分子標(biāo)記進(jìn)行分析才能得出較為可靠的結(jié)論。 胚胎發(fā)育部分研究主要

8、通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江華溪蟹(Sinopotamonyangtsekiense)胚胎發(fā)育后期的卵內(nèi)幼體形態(tài)變化觀察，探討直接發(fā)育蟹類(lèi)卵內(nèi)后期幼體的幼體期及孵出前后幼體形態(tài)的演變。對(duì)胚胎發(fā)育連續(xù)觀察的結(jié)果顯示胚胎發(fā)育最后階段的卵內(nèi)幼體在破殼孵化過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生蛻皮現(xiàn)象，比較形態(tài)學(xué)的結(jié)果也表明最后階段的卵內(nèi)幼體與第一期自由生活的幼蟹較為接近而與一般意義上的大眼幼體有明顯不同，故卵內(nèi)的最后階段為卵內(nèi)幼蟹。因而我們認(rèn)為直接發(fā)育的淡水蟹類(lèi)，其胚胎發(fā)育不僅經(jīng)歷大