隆肛蛙和太行隆肛蛙的谱系地理及其重叠分布格局

隆肛蛙和太行隆肛蛙为近缘物种，他们在秦岭中部及西部重叠分布。本项目将重点考察其已知重叠分布区及邻近地区，详细调查和记录每条考察溪流中的隆肛蛙或太行隆肛蛙的分布及其主要环境要素信息；同时，采集分子分析用的样品和形态学分析用的标本。测定隆肛蛙和太行隆肛蛙共60个种群约600~800个样品的线粒体ND2基因序列、筛选10~15对微卫星引物并检测其多样性。基于DNA序列构建他们的种群分子系统关系，确定其物种归隶、精细界定隆肛蛙和太行隆肛蛙重叠分布区的现今区域、解析重叠分布格局及其与主要环境要素的关系。通过分子谱系地理研究，建立两种隆肛蛙种群的网络支系关系，界定各主要支系的现今分布区域；计算主要支系分化时间、分析种群的遗传结构及种口历史；深入探讨该地区种群演化的动力、机制、过程等问题，及其与环境演化的关系。这将为寻找行之有效的解决生物多样性正面临的地区性危机的办法提供线索，并推动该区域动物地理研究。

本项目重点考察隆肛蛙和太行隆肛蛙已知重叠分布区及其邻近地区，高密度抽样调查和记录隆肛蛙和太行隆肛蛙的分布及其主要环境要素信息，采集样品和标本。系统查看了隆肛蛙属物种14种群571个性成熟标本的形态性状，并测定其28项量度指标；测定隆肛蛙和太行隆肛蛙51种群433个样品的线粒体ND2全基因序列（1035bp）和72个样品的核基因视紫红质基因片段；成功筛选到26个微卫星位点标记，用其中隆肛蛙属通用的8个位点成功地检测了40种群930个样品的遗传多态性，并补充测定500个样品的ND2基因大部分序列（约770bp）。主要发现有：（1）发现1新物种，即康县隆肛蛙Feirana kangxianensis Yang, Wang, Hu et Jiang 2011。因此，隆肛蛙属现知3物种。（2）隆肛蛙在甘南康县豆坝河下段与康县隆肛蛙重叠分布，在秦岭中部5条河流中与太行隆肛蛙重叠分布，并呈现出5类不同的重叠分布型。（3）核基因视紫红质基因片段和微卫星信息分析结果表明3种间彼此生殖隔离。（4）隆肛蛙包含3大支，分6支系，它们分别被不同的大河所阻隔；武陵山、大巴山和西秦岭-米仓山-龙门山是隆肛蛙的三个最大冰期避难所；大巴山支系在最大冰期以前就出现了大规模的种群扩张，而主秦岭支系和米仓山-西秦岭支系的种群扩张则都是在最大冰期以后，此剧烈的种群扩张导致两者边缘在西秦岭地区形成当今的二次接触区。（5）太行隆肛蛙（含康县隆肛蛙）分为2大支（对应此2物种），由4个支系构成，各支系的遗传结构显著；中秦岭和东秦岭的支系在两者交界地带形成了狭长的二次接触区；该物种的进化模式符合脚踏石模型，在最大冰期可能避难于秦岭地区的三个避难所；除伏牛山支系外，其他3个支系都经历了最大冰期后的种群扩张；长期的隔离分化很可能是康县隆肛蛙进化为种的机制。（6）微卫星信息分析结果表明太行隆肛蛙分2大支系，而隆肛蛙分4大支系；隆肛蛙和太行隆肛蛙存在种内部分支系间的基因渗透，在秦岭中部此2物种基因渗透方向是从西北往东南，而在米苍山（仅分布隆肛蛙）的主体方向是从东往西。（7）海拔段面积显著影响棘蛙亚科拟棘蛙族物种丰富度变化；棘蛙亚科物种在海拔梯度上形成5个明显的集合；海拔梯度上种域宽度并未随着种域中点的上升而扩大，体型大小与海拔则呈现出显著的负相关。总之，隆肛蛙属有3种，应按识别的7支系给予保护，持续研究其种群适合度发展态势。