基于16S rRNA与COI基因40种石斑鱼亚科鱼类分子系统进化关系

梁日深; 陈铭; 廖国威; 张卓为; 张癸新; 陈轶之; 林蠡

doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2020.06.002

基于16S rRNA与COI基因40种石斑鱼亚科鱼类分子系统进化关系

doi: 10.3969/j.issn.0253-4193.2020.06.002

梁日深^{1, 2, 3,},
陈铭¹,
廖国威¹,
张卓为¹,
张癸新¹,
陈轶之⁴,
林蠡^{1, 2, 3, ,}

1.
仲恺农业工程学院动物科技学院，广东广州 510225
2.
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
3.
广州市水产病害与水禽养殖重点实验室，广东广州 510225
4.
深圳市里维生鲜科技开发有限公司，广东深圳 518052

基金项目: 国家自然科学基金(31802300)；广东省自然科学基金(2018A0303130104)；广东省重点领域研发计划项目(2019B020215001)；广东省科技计划(2017A040403060)。

详细信息

作者简介:
梁日深(1984-)，男，广东省江门市人，博士，副教授，主要从事水产动物种质资源研究。E-mail：cheetahliang@126.com

通讯作者:
林蠡，教授，主要从事水产动物健康养殖研究。E-mail：linli@zhku.edu.cn

中图分类号: P714⁺.5；Q344.13
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出版历程
- 收稿日期: 2019-09-11
- 修回日期: 2019-12-02
- 网络出版日期: 2020-11-18
- 刊出日期: 2020-06-25

Molecular phylogenetic relationships of 40 species of Epinephelinae based on the partial sequences of 16S rRNA and COI genes

Liang Rishen^{1, 2, 3
,},
Chen Ming¹,
Liao Guowei¹,
Zhang Zhuowei¹,
Zhang Guixin¹,
Chen Yizhi⁴,
Lin Li^{1, 2, 3
, ,}

1.
College of Animal Science and Technology, Zhongai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China
2.
Guangdong Provincial Water Environment and Aquatic Products Security Engineering Technology Research Center, Guangzhou 510225, China
3.
Guangzhou Key Laboratory of Aquatic Animal Diseases and Waterfowl Breeding, Guangzhou 510225, China
4.
Shenzhen Levi Fresh Technology Development Co., Ltd., Shenzhen 518052, China

摘要

摘要: 本研究采集了分布在西太平洋的石斑鱼亚科10属共40种鱼类，采用PCR扩增及测序技术获得所有样品16S rRNA、COI基因部分序列，利用最大似然法构建系统进化树并分析。结果表明：40种鱼类COI基因为651 bp，编码227个氨基酸，16S rRNA基因同源序列566 bp，序列存在一定的碱基插入与缺失，各物种16S rRNA基因序列变异比COI要少，序列较为保守。构建的系统进化树上，在本研究的石斑鱼亚科10个属中，鳃棘鲈属分类地位最原始，位于进化树基部，6种鳃棘鲈能聚成一个单系；烟鲈属与九棘鲈属关系较近，两者聚为一支，侧牙鲈属的进化地位介于鳃棘鲈属与九棘鲈属之间；石斑鱼属的进化地位最高，位于进化树顶部，形成两个平行分支，但是石斑鱼属种类未能聚成一个单系；驼背鲈属、鸢鮨属、下美鮨属、光腭鲈属及宽额鲈属均未能形成独立分支，而是与石斑鱼属种类聚在一起，显示其与石斑鱼属有很近的亲缘关系，部分可能是石斑鱼属的特化类群。
- 石斑鱼亚科 /
- 16S rRNA /
- COI /
- 系统进化
Abstract: In this study, 40 groupers belonging to 10 genera of the subfamily Epinephelinae from Western Pacific were collected, and partial sequences of 16S rRNA gene and COI gene were amplified and determined. The molecular phylogenetic relationships were constructed and analyzed using maximum likelihood method. The results showed that the length of COI gene was 651 bp, encoding 227 amino acids. While the consensus sequences of 16S rRNA gene were 566 bp, with certain base insertion and deletion. The sequences of 16S rRNA gene were more conserved than those of COI gene. The phylogenetic tree of the 10 genera of the subfamily Epinephelinae was constructed and the results showed that Plectropomus was first separated and rooted at the base of the tree, indicating its evolutionary status was most primitive. 6 species from Plectropomus were clustered as a monophyletic group. Aethaloperca was close to Cephalopholis, which tightly clustered together. Variola was located between Plectropomus and Cephalopholis. Epinephelus was located at the top of the tree, indicating its advanced evolutionary status. The species from Epinephelus in the tree were clustered as two parallel branches, instead of a monophyletic group; Cromileptes, Triso, Hyporthodus, Anyperodon and Promicrops could not form an independent branch but cluster together with species from Epinephelus, indicating their close relationship within Epinephelus and some species might belong to Epinephelus.
- Epinephelinae /
- 16S rRNA gene /
- COI gene /
- Phylogeny

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图 1 COI基因第1、第2、第3位密码子碱基组成

Fig. 1 Base composition of the 1st, 2nd and 3rd codon position of COI gene in Epinephelinae

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图 2 40种石斑鱼亚科鱼类基于16S rRNA序列利用最大似然法构建的分子系统进化树

Fig. 2 Molecular phylogenetic trees of 40 Epinephelinae fish based on 16S rRNA sequences constructed by maximum likelihood method

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图 4 40种石斑鱼亚科鱼类基于16S rRNA与COI整合序列利用最大似然法构建的分子系统进化树

Fig. 4 Molecular phylogenetic trees of 40 Epinephelinae fish based on combined 16S rRNA and COI sequences constructed by maximum likelihood method

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图 3 40种石斑鱼亚科鱼类基于COI序列利用最大似然法构建的分子系统进化树

Fig. 3 Molecular phylogenetic trees of 40 Epinephelinae fish based on COI sequences constructed by maximum likelihood method

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表 1 试验材料的种类和来源

Tab. 1 Species and sources of experimental materials

属	种	采样地点	数量
石斑鱼属（Epinephelus）	赤点石斑鱼（Epinephelu akaara）	广东省广州、深圳	5
	宝石石斑鱼（Epinephelus areolatus）	广东省广州、深圳	3
	青石斑鱼（Epinephelus awoara）	广东省阳江、湛江	5
	白背石斑鱼（Epinephelus bilobatus）	澳大利亚	1
	布氏石斑鱼（Epinephelus bleekeri）	广东省阳江	4
	褐石斑鱼（Epinephelus bruneus）	广东省深圳	3
	莹点石斑鱼（Epinephelus coeruleopunctatus）	香港	2
	斜带石斑鱼（Epinephelus coioides）	广东省深圳、阳江	4
	珊瑚石斑鱼（Epinephelus corallicola）	广东省广州	3
	细点石斑鱼（Epinephelus cyanopodus）	香港	2
	小点石斑鱼（Epinephelus epistictus）	福建省东山岛	1
	拟青石斑鱼（Epinephelus fasciatomaculosus）	广东省阳江、茂名	5
	褐点石斑鱼（Epinephelus fuscoguttatus）	广东省广州	3
	纵带石斑鱼（Epinephelus latifasciatus）	福建省东山岛	3
	花点石斑鱼（Epinephelus maculatus）	广东省广州	2
	马拉巴石斑鱼（Epinephelus malabaricus）	广东省汕头	2
	云纹石斑鱼（Epinephelus moara）	福建省东山岛	4
	吊桥石斑鱼（Epinephelus morrhua）	福建省东山岛	2
	蓝棕石斑鱼（Epinephelus multinotatus）	香港	3
	玳瑁石斑鱼（Epinephelus quoyanus）	广东省湛江、汕头	4
	三斑石斑鱼（Epinephelus trimaculatus）	广东省广州、深圳	3
鳃棘鲈属（Plectropomus）	蓝点鳃棘鲈（Plectropomus areolatus）	广东省广州	2
	斑鳃棘鲈（Plectropomus maculatus）	广东省广州	3
	横斑鳃棘鲈（Plectropomus laevis）	广东省深圳；香港	2
	豹纹鳃棘鲈（Plectropomus leopardus）	广东省广州、深圳	4
	点线鳃棘鲈（Plectropomus oligacanthus）	菲律宾	1
	蠕线鳃棘鲈（Plectropomus pessuliferus）	菲律宾	2
九棘鲈属（Cephalopholis）	横带九棘鲈（Cephalopholis boenak）	广东省深圳、阳江	4
	青星九棘鲈（Cephalopholis miniata）	广东省深圳	2
	六斑九棘鲈（Cephalopholis sexmaculabus）	广东省深圳	2
	红九棘鲈（Cephalopholis sonnerati）	广东省广州、深圳	3
	尾纹九棘鲈（Cephalopholis urodeta）	广东省深圳	3
侧牙鲈属（Variola）	白边侧牙鲈（Variola albimarginata）	广东省深圳	3
	侧牙鲈（Variola louti）	广东省深圳；香港	4
驼背鲈属（Cromileptes）	驼背鲈（Cromileptes altivelis）	广东省广州	3
宽额鲈属（Promicrops）	宽额鲈（Promicrops lanceolatus）	广东省深圳、茂名	4
下美鮨属（Hyporthodus）	七带下美鮨（Hyporthodus septemfasciatus）	福建省漳州	3
光腭鲈属（Anyperodon）	白线光腭鲈（Anyperodon leucogrammicus）	广东省深圳	2
烟鲈属（Aethaloperca）	烟鲈（Aethaloperca rogaa）	香港	2
鸢鮨属（Triso）	鸢鮨（ Triso dermopterus）	福建省厦门	1
外类群
裸颊鲷属	星斑裸颊鲷（Lethrinus nebulosus）	广东省阳江	2
鲷属	黄锡鲷（Rhabdosargus sarba）	广东省深圳	2

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表 2 基于Kimura-2模型石斑鱼亚科鱼类各属间16S rRNA序列遗传距离

Tab. 2 Pairwise distances among genera of Epinephelinae for 16S rRNA sequences based on Kimura-2 model

	石斑鱼属	鳃棘鲈属	九棘鲈属	侧牙鲈属	驼背鲈属	宽额鲈属	下美鮨属	光腭鲈属	烟鲈属	鸢鮨属
石斑鱼属	0.007～0.168
鳃棘鲈属	0.129～0.167	0.002～0.050
九棘鲈属	0.072～0.125	0.147～0.168	0.015～0.086
侧牙鲈属	0.104～0.134	0.108～0.131	0.126～0.142	0.032
驼背鲈属	0.044～0.071	0.138～0.149	0.095～0.118	0.126～0.131
宽额鲈属	0.039～0.075	0.136～0.147	0.087～0.116	0.106～0.115	0.059
下美鮨属	0.036～0.061	0.134～0.143	0.072～0.102	0.100～0.100	0.067	0.052
光腭鲈属	0.037～0.067	0.140～0.152	0.081～0.118	0.127～0.129	0.076	0.053	0.056
烟鲈属	0.076～0.098	0.133～0.152	0.071～0.090	0.143～0.145	0.100	0.098	0.079	0.079
鸢鮨属	0.036～0.054	0.134～0.145	0.076～0.107	0.100～0.102	0.056	0.048	0.036	0.054	0.087

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表 3 基于Kimura-2模型石斑鱼亚科鱼类各属间COI序列遗传距离

Tab. 3 Pairwise distances among genera of Epinephelinae for COI sequences based on Kimura-2 model

	石斑鱼属	鳃棘鲈属	九棘鲈属	侧牙鲈属	驼背鲈属	宽额鲈属	下美鮨属	光腭鲈属	烟鲈属	鸢鮨属
石斑鱼属	0.030～0.192
鳃棘鲈属	0.173～0.235	0.016～0.123
九棘鲈属	0.157～0.213	0.191～0.235	0.043～0.180
侧牙鲈属	0.180～0.241	0.205～0.237	0.191～0.219	0.086
驼背鲈属	0.101～0.176	0.199～0.212	0.173～0.193	0.216～0.238
宽额鲈属	0.123～0.195	0.212～0.238	0.192～0.219	0.208～0.245	0.174
下美鮨属	0.108～0.170	0.205～0.234	0.169～0.197	0.190～0.206	0.128	0.173
光腭鲈属	0.104～0.178	0.183～0.208	0.178～0.204	0.193～0.228	0.126	0.148	0.135
烟鲈属	0.151～0.195	0.204～0.228	0.134～0.179	0.178～0.205	0.178	0.172	0.146	0.178
鸢鮨属	0.142～0.203	0.218～0.232	0.186～0.205	0.217～0.226	0.168	0.184	0.128	0.172	0.190

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