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作者及研究机构

该研究由刘红艳、熊飞、翟东东、王莹、夏明、陈元元等作者共同完成。研究机构包括江汉大学生命科学学院、湖北省汉江流域特色生物资源保护开发与利用工程技术研究中心，以及江汉大学持久性有毒污染物环境与健康危害湖北省重点实验室。研究发表于《水产科学》（Fisheries Science）2023年7月第42卷第4期。

学术背景

鲿科鱼类（Bagridae）是一类形态高度多样化的鱼类，部分物种由于形态特征相似，难以通过传统形态学方法进行准确鉴定，导致其系统分类关系混乱。为了解决这一问题，研究者选择了一种更为有效且便捷的分子鉴定方法——DNA条形码（DNA barcoding），并基于线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ（COⅠ）基因序列对鲿科鱼类进行物种鉴定和系统进化研究。该研究旨在通过DNA条形码技术，为鲿科鱼类的物种鉴定和系统分类提供科学依据。

研究流程

1. 研究材料
   研究样本包括2016年至2018年在金沙江下游溪洛渡-向家坝库区水域采集的5种鲿科鱼类（黄颡鱼、瓦氏黄颡鱼、乌苏里黄颡鱼、凹尾拟鲿、中臀拟鲿）共44尾。此外，从美国国家生物技术信息中心（NCBI）下载了31种鲿科鱼类的COⅠ基因序列170条。最终，研究共涉及5属36种214尾鲿科鱼类样本。

2. DNA提取、PCR扩增和序列测定
   使用Foregene动物组织基因组试剂盒提取基因组DNA，并通过PCR扩增COⅠ基因序列。扩增引物包括通用引物FishF1/FishR1和鲇形目特异性引物CatF1/CatR1。PCR反应在Bio-Rad T100型PCR仪上进行，扩增程序包括预变性、循环扩增和最终延伸。PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测后，送至天一辉远生物科技有限公司进行双向测序，测序结果提交至GenBank。

3. 数据分析
   使用Chromas软件查看测序波峰图，并将双向测序结果拼接为完整序列。通过MEGA 7.0软件中的MUSCLE程序进行序列比对，保留528 bp的同源序列用于后续分析。基于K2P双参数模型计算种内和种间遗传距离，并使用ABGD软件确定物种的运算分类单元（OTU）。此外，利用RAxML v8.1.17软件构建最大似然法系统进化树，选取GTR+I+G替代模型，运行100万代重复。

主要结果

1. COⅠ序列信息
   研究共获得214尾鲿科鱼类的COⅠ序列，碱基组成中A+T含量（54.7%）高于C+G含量（45.3%）。在528 bp的序列中，有456个不变位点和72个变异位点，其中51个为转换位点，21个为颠换位点。

2. 遗传距离分析
   鲿科鱼类的种内平均遗传距离为0.016，种间平均遗传距离为0.158，种间遗传距离是种内遗传距离的9.875倍。大多数物种的最小种间遗传距离大于最大种内遗传距离，能够形成一定的DNA条形码间隙。然而，长须黄颡鱼、光泽黄颡鱼、切尾拟鲿等7个物种的最小种间遗传距离小于最大种内遗传距离，表明这些物种的条形码鉴定存在局限性。

3. 运算分类单元（OTU）分析及系统发育树构建
   ABGD分析将36个物种划分为25个OTU，划分结果与遗传距离法基本一致。系统发育树显示，黄颡鱼属、拟鲿属和 属的鱼类聚成一大支，而鳠属和半鲿属中存在不完全的谱系分选现象，表明这两个属并非单系类群。

结论

研究表明，基于COⅠ基因的DNA条形码技术能够有效鉴定大部分鲿科鱼类，但对一些近缘种的鉴定存在局限性。此外，研究揭示了黄颡鱼属、拟鲿属和 属的亲缘关系较近，支持将这3个属合并为1个属。同时，半鲿属和鳠属的分类关系较为复杂，存在不完全的谱系分选现象。该研究为鲿科鱼类的物种鉴定和系统分类提供了重要的分子依据。

研究亮点

1. 重要发现

   • 鲿科鱼类的种间遗传距离显著大于种内遗传距离，表明DNA条形码技术在该类群中具有较高的鉴定能力。
   • 黄颡鱼属、拟鲿属和 属的亲缘关系较近，支持将其合并为1个属。
   • 半鲿属和鳠属的分类关系复杂，存在不完全的谱系分选现象。

2. 方法创新

   • 结合ABGD软件和最大似然法系统发育分析，为物种划分和系统进化研究提供了新的视角。
   • 通过大规模样本的COⅠ基因序列分析，为鲿科鱼类的分子鉴定和分类研究提供了丰富的数据支持。

3. 研究意义
   该研究不仅为鲿科鱼类的物种鉴定提供了可靠的分子工具，还为其系统分类和进化关系研究提供了新的科学依据，对鱼类分类学和生物多样性保护具有重要意义。

其他有价值内容

研究中还提到，马拉巴尔鳠的种内遗传距离较大，可能暗示隐存种的存在。这一发现为进一步研究鲿科鱼类的物种分化和进化提供了新的研究方向。