楊 云 劉小龍 饒靜秋 賀艷紅 韓克國 王 劍 袁智勇*
(1.西南林業(yè)大學(xué),云南省高校極小種群野生動物保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,昆明,650224;2.文山市國家級自然保護(hù)區(qū)管護(hù)分局,文山,663099;3.紅河學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,蒙自,661199)
越南趾溝蛙(Ranajohnsi)隸屬于兩棲綱(Amphibia)無尾目(Anura)蛙科(Ranidae)蛙屬[1],是Smith[2]發(fā)表的新種,模式產(chǎn)地為越南林同省郎邊高原(Langbian Plateau,Lam Dong,Vietnam)。目前該蛙在國內(nèi)分布于廣西、廣東、海南和重慶,國外分布于越南和老撾[3-5]。2019年7月,在云南省文山壯族苗族自治州馬關(guān)縣古林箐省級自然保護(hù)區(qū)對兩棲爬行動物調(diào)查期間,于保護(hù)區(qū)核心區(qū)(22°45′16.36″ N,103°57′43.17″ E;海拔1 160 m)內(nèi)發(fā)現(xiàn)蛙屬物種6只,采集到蛙屬物種標(biāo)本1號(標(biāo)本號:SWFU 005647),標(biāo)本現(xiàn)保存于西南林業(yè)大學(xué)。對采集的蛙屬物種標(biāo)本進(jìn)行了外部形態(tài)特征比較和分子系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析,鑒定該物種為越南趾溝蛙,為云南兩棲動物分布新紀(jì)錄。本研究進(jìn)行了采集地生境描述、形態(tài)描述和分子數(shù)據(jù)及系統(tǒng)發(fā)育分析,為進(jìn)一步探討越南趾溝蛙的分布情況提供基礎(chǔ)研究資料。
將采集到的蛙屬物種雄性標(biāo)本(標(biāo)本號:SWFU 005647)的肝臟樣品儲存在體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇中,用于后續(xù)的分子試驗(yàn)。整體標(biāo)本固定保存在體積分?jǐn)?shù)75%的乙醇中。
依據(jù)費(fèi)梁等[4]的測量方法,用數(shù)顯卡尺對標(biāo)本進(jìn)行形態(tài)學(xué)測量,精確到0.1 mm。測量指標(biāo):頭體長(snout-vent length,SVL),自吻端至體后端的長度;頭長(head length,HL),自吻端至上、下頜關(guān)節(jié)后緣的長度;頭寬(head width,HW),最大頭部寬度;吻長(snout length,SL),自吻端至眼前角的長度;鼻間距(internasal space,INS),左右鼻孔內(nèi)緣之間的距離;眼間距(interorbital space,IOS),左、右上眼瞼內(nèi)側(cè)緣之間的最窄距離;眼徑(diameter of eye,ED),與體軸平行的眼球外露部分的直徑;上眼瞼寬(width of upper eyelid,UEW),上眼瞼最大寬度;鼓膜徑(diameter of tympanum,TD),鼓膜的水平直徑,測量到鼓膜邊緣的外緣;鼓膜到眼距離(tympanum-eye distance,TEY),自眼孔的后緣至鼓膜的前緣;前臂及手長(length of lower arm and hand,LAHL),自肘關(guān)節(jié)至Ⅲ指指尖;股骨長度(femur length,F(xiàn)EM);脛骨長(tibia length,TIB);跗足長(length of the foot and tarsus,LFT),從脛跗關(guān)節(jié)到Ⅳ趾趾尖;足長(foot length,F(xiàn)L),從跖骨內(nèi)結(jié)節(jié)基部至Ⅳ趾趾尖;第Ⅲ指指吸盤的水平直徑(the horizontal diameter of the finger Ⅲ digital disc,F(xiàn)3DSC)。
采用ThermoFisher Scientific公司DNA提取試劑盒提取標(biāo)本的DNA,-20 ℃保存?zhèn)溆?。使用引?6S AR(5′-CGCCTGTTTACCAAAAACAT-3′)和16S BR(5′-CCGGTCTGAACTCAGATCACGT-3′)[6],對16S rRNA基因片段進(jìn)行擴(kuò)增。PCR反應(yīng)程序?yàn)?5 ℃預(yù)變性5 min;95 ℃變性40 s,53 ℃退火40 s,72 ℃延伸1 min,35個循環(huán);最后72 ℃終延伸10 min。擴(kuò)增的PCR產(chǎn)物使用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測,最后送至北京擎科生物科技有限公司測序。使用Lasergene 7.0軟件包中的SeqMan對所得序列進(jìn)行質(zhì)量檢測和人工校對,生成一致序列。
根據(jù)Yuan等[7]對整個蛙屬的系統(tǒng)發(fā)育研究結(jié)果,選擇黃腿蛙(Ranamuscosa)作為外群,從GenBank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)下載越南趾溝蛙(KX269182)、明全蛙(R.zhengi,KX269206)、中亞林蛙(R.asiatica,KX269200)、黑龍江林蛙(R.amu-rensis,KX269203)和黃腿蛙(AY779195)序列?;谧畲笏迫环?ML)和貝葉斯法(BI)重建系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。采用MEGA 7.0[8]和Clustal W 2.0[9]對所有序列進(jìn)行比對,用jModelTest 0.1.1計(jì)算最佳替換模型,使用RaxML 8.2.4版本運(yùn)行最大似然估計(jì)[10]。在ML分析下使用非參數(shù)自助重取樣重復(fù)1 000次來評估自引支持度。使用Mrbayes 3.1.2進(jìn)行貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育分析[11],通過讓4條遞增加熱的馬爾科夫鏈運(yùn)行3 000萬代,每1 000代抽樣1次,得出后驗(yàn)概率分布。基于收斂情況,舍棄前25%的樹。使用Tracer v1.5檢測各運(yùn)行參數(shù)值是否收斂[12](有效樣本量大于200和潛在的尺度縮減因子值接近1來保證收斂)。最后使用MEGA 7.0[8]中的p-distance雙參數(shù)模型計(jì)算蛙屬物種間的遺傳距離。
古林箐省級自然保護(hù)區(qū)屬于南亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候[13-14],本次在云南省馬關(guān)縣采集的1號越南趾溝蛙標(biāo)本,發(fā)現(xiàn)于海拔1 160 m左右的山間溪流內(nèi),溪流水流緩慢,溪中有一些石塊。附近植被豐富,主要以灌木、草本植物和喀斯特地貌常綠闊葉林為主,間有小面積的低海拔熱帶雨林成分(圖1)。同域生境下發(fā)現(xiàn)的兩棲動物還有腹斑掌突蟾(Paramegophrysventripunctatus)、白斑棱皮樹蛙(Thelodermaalbopunctatum)、版納大頭蛙(Limnonectesbannaensis)和沙巴琴蛙(Nidiranachapaensis)。
采集的越南趾溝蛙頭體長38.3 mm,其余各部位量度數(shù)據(jù)見表1。頭長大于頭寬;吻端鈍圓,突出于下唇;瞳孔橫橢圓形,眼間距略小于上眼瞼寬;鼓膜清晰;犁骨齒呈兩斜列。背面光滑,背側(cè)褶細(xì),到鼓膜上方略彎曲;體背后部有小疣粒;體腹面光滑(圖2)。
表1 越南趾溝蛙標(biāo)本形態(tài)量度
指端略膨大,無溝;后肢細(xì)長,脛跗關(guān)節(jié)前伸達(dá)吻鼻之間或略超過吻端,左、右跟部重疊;脛長超過體長之半,明顯長于股部長;跗褶部位有小疣,趾端呈小吸盤狀,腹側(cè)具溝,趾間全蹼,蹼緣缺刻深。背面褐色,兩眼間有一深褐色橫紋,肩上方有“人”形褐色斑;四肢背面有深褐色橫紋;體腹面淺黃色,胸、腹部有深色的云斑(圖2)。
圖2 越南趾溝蛙(云南省古林箐省級自然保護(hù)區(qū),)Fig.2 Rana johnsi from Gulinqing Provincial Nature Reserve,Yunnan,China() 注:A.背側(cè)面;B.背面;C.腹面 Note:A,Dorsolateral view.B,Dorsal view.C,Ventral view
指長順序?yàn)棰?Ⅰ<Ⅳ<Ⅲ,指基部有指基下瘤,指間無蹼,關(guān)節(jié)下瘤突出;掌突3個,橢圓形,第Ⅱ指掌突略圓,較弱小。趾長順序?yàn)棰?Ⅱ<Ⅲ<Ⅴ<Ⅳ,趾間蹼發(fā)達(dá),關(guān)節(jié)下瘤明顯;內(nèi)蹠突橢圓形,外蹠突圓而??;跗褶部位具小疣(圖3)。
圖3 越南趾溝蛙手部及足部形態(tài)(云南省古林箐省級自然保護(hù)區(qū),)Fig.3 Hands and foots of Rana johnsi from Gulinqing Provincial Nature Reserve,Yunnan,China() 注:A.手背面;B.手腹面;C.足背面;D.足腹面 Note:A,Dorsal view of hand.B,Ventral view of hand.C,Dorsal view of foot.D,Ventral view of foot
新獲取1條序列(GenBank登錄號OK037567),比對后序列長度580 bp,變異位點(diǎn)57個和簡約信息位點(diǎn)23個,系統(tǒng)發(fā)育的結(jié)果顯示,BI和ML樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本相同。在文山馬關(guān)縣采集的蛙屬物種樣本與越南林同省的越南趾溝蛙樣本聚成單系(圖4),支持率高(100%)。基于p-distance雙參數(shù)模型估算的新采集樣本與越南趾溝蛙的遺傳距離為0.8%。
在云南文山州古林箐省級自然保護(hù)區(qū)采集到的越南趾溝蛙標(biāo)本與越南郎邊高原的該蛙模式標(biāo)本在外部形態(tài)描述上基本一致,同時系統(tǒng)發(fā)育分析的結(jié)果顯示,采集的標(biāo)本與模式標(biāo)本聚為一個支系,遺傳距離非常小(0.8%)?;谝陨辖Y(jié)果,證實(shí)了越南趾溝蛙在云南省文山州馬關(guān)縣的分布。本研究采集到的雄性標(biāo)本頭體長較模式標(biāo)本小(頭體長分別是38.3 mm和49.0 mm)[2],且背部體色和腹部體色較深。越南趾溝蛙在云南馬關(guān)縣古林箐自然保護(hù)區(qū)的發(fā)現(xiàn),提示與相鄰的廣西、越南地區(qū)有相似的物種組成,對動物地理學(xué)研究有重要意義。越南趾溝蛙的繁殖季節(jié)在8月下旬—9月下旬[3-4],研究人員于2019年7月29日在古林箐保護(hù)區(qū)采集標(biāo)本時,未發(fā)現(xiàn)其抱對現(xiàn)象,由于考察時間較短,不確定該蛙是否進(jìn)入繁殖期,繁殖生活史需進(jìn)一步研究。
致謝:感謝西南林業(yè)大學(xué)魏平凡和密歇根州立大學(xué)張寅鵬同學(xué)在文章撰寫過程中給予的幫助。