棘胸蛙體大小、熱生理學(xué)變異及系統(tǒng)地理學(xué)研究.pdf

1、棘胸蛙（Paa spinosa）主要分布在中國南部和越南北部，是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的易危蛙類。本研究通過檢測棘胸蛙不同地理種群的形態(tài)、熱生理學(xué)變異以及運(yùn)用線粒體序列變異和微衛(wèi)星分子標(biāo)記，探討棘胸蛙形態(tài)和熱生理學(xué)變異的模式及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，以及遺傳結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)地理格局。
　　 測量了棘胸蛙5個(gè)地理種群的形態(tài)指標(biāo)，并分析與各地理種群的氣候因子（年平均最高氣溫、最低氣溫和降雨量）之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：各種群的身體大小與年降雨量、年平均最高氣

2、溫呈正相關(guān)，與年平均最低氣溫呈負(fù)相關(guān)，提示棘胸蛙體大小的地理變異和氣候因子（溫度和濕度）的差異密切相關(guān)，變異形式符合初級(jí)生產(chǎn)力假說。棘胸蛙各種群成體存在顯著的兩性異型現(xiàn)象，雄性成體的體長和體重顯著大于雌性成體。以體長為協(xié)變量的方差分析表明，雄性成體的前肢長顯著大于雌體。兩性異形的地理變異相對(duì)比較復(fù)雜，可能是雌性受生育力選擇和雄性受雌性挑選共同影響的結(jié)果，雌性生育力選擇可能和延遲雌性性成熟時(shí)間有關(guān)。
　　 測量了6個(gè)棘胸蛙地理種群

3、的身體最適溫度和最高耐受溫度，發(fā)現(xiàn)棘胸蛙的身體最適溫度存在顯著的日節(jié)律現(xiàn)象。同時(shí)，高緯度地區(qū)的棘胸蛙身體最適溫度顯著低于低緯度種群，最適溫度和緯度呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。棘胸蛙身體最適溫度與所在區(qū)域的基質(zhì)溫度呈正相關(guān)關(guān)系，表明棘胸蛙最適溫度的地理變異是棘胸蛙適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。本研究未檢測到最高耐受溫度的地理變異，這可能與棘胸蛙在極端溫度下的行為調(diào)節(jié)有關(guān)，也提示最適溫度和最高耐受溫度進(jìn)化的不平行。
　　 測定了13個(gè)棘胸蛙地理種群122

4、個(gè)體的線粒體DNA cyt b基因562bp的序列，發(fā)現(xiàn)了218個(gè)變異位點(diǎn)，定義了51個(gè)單元型。棘胸蛙具有較高的遺傳多樣性(單元型多樣性h=0.968±0.006，核苷酸多樣性π=0.1152±0.0068)。系統(tǒng)發(fā)育分析提示棘胸蛙可分為4個(gè)枝系，分別對(duì)應(yīng)于越南、中國西部、中國中部和中國東部的種群。各枝系對(duì)應(yīng)的地理區(qū)域相互不重疊，且枝系之間存在較大的遺傳距離已接近種間分化水平。提示雖然棘胸蛙種群的外部形態(tài)相似，但遺傳水平上已發(fā)生了巨大分

5、化，從而形成了多個(gè)隱種。網(wǎng)絡(luò)中介圖和分子變異分析也支持上述結(jié)果。
　　 系統(tǒng)發(fā)生樹同時(shí)也提示棘胸蛙在隱種的形成過程中從西南向東北方向擴(kuò)散。根據(jù)遺傳距離，推測棘胸蛙不同隱種的分化時(shí)間大約發(fā)生在第三紀(jì)的中新世。錯(cuò)配分布顯示表明，棘胸蛙種群經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜的種群歷史動(dòng)態(tài)。
　　 為了驗(yàn)證 mtDNA cyt b的分析結(jié)果，本文用磁珠富集法篩選了15 對(duì)多態(tài)性較高的微衛(wèi)星引物。用這些位點(diǎn)對(duì)來自2個(gè)種群38個(gè)棘胸蛙個(gè)體進(jìn)行初步的分型。

6、結(jié)果表明：這些微衛(wèi)星位點(diǎn)具有較高的多態(tài)性，可以用于后續(xù)的棘胸蛙種群遺傳結(jié)構(gòu)的研究。本文運(yùn)用其中多態(tài)性較高的12 對(duì)微衛(wèi)星引物，對(duì)13個(gè)種群210個(gè)體進(jìn)行了遺傳結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果表明：棘胸蛙具有較高的遺傳多樣性，12對(duì)微衛(wèi)星引物共檢出206個(gè)等位基因，13個(gè)種群的平均期望雜合度和多態(tài)信息含量分別為0.78和0.725。聚類分析和系統(tǒng)發(fā)生樹表明，棘胸蛙分化為4個(gè)遺傳單元，分別對(duì)應(yīng)于中國西部、中國中部、中國東部和越南北部種群，分子變異分析揭示這些