印度-西太平洋鲳属鱼类系统分类与起源演化研究

Among all three genera of the family Stromateidae, Pampus is the only genus that occurs widely in coastal waters of temperate to tropical regions in the Indo-West Pacific oceans. Pomfrets of the genus Pampus are commercially important fishes and play a significant role in the fishery resources and biogeography in the world. Compared with other two genera of Stromateidae, the taxonomy of Pampus is more complicated due to morphological similarities between species, and this genus has unique distinguishing features from other two genera both in the morphological and molecular characteristics. Therefore, the taxonomy and classification position of the genus Pampus is controversial and need to be resolved. Based on the morphological comparison and multilocus dataset (mitochondrial DNA, nuclear DNA and RAD-seq), the primary purposes of the present project are to 1) clarify the classification status of genus Pampus, determine species validity and reveal more cryptic species of Pampus; 2) reconstruct the phylogenetic relationships of Pampus and its related genera of Stromateidae based on the morphological and molecular data, and explore the species differentiation and speciation process combining with major geological and historical events; 3) reveal the phylogeographic structure and population evolution history of widespread species in the genus Pampus using the principles and methods of molecular phylogeography, and infer the diffusion pathway of Pampus fishes in the Indo-West Pacific region. The implementation of the present project is helpful to understand the speciation and evolution of marine biodiversity, and it will provide important information to discuss the impacts of changes of extreme climate and marine environment on the formation and evolution of time and spatial distribution patterns of marine biodiversity.

鲳属是鲳科现有鱼类中唯一分布于印度–西太平洋海域的一个属，经济价值和产量都很高，在世界海洋渔业资源和动物地理学研究中占据非常重要地位。由于鲳属鱼类种间形态高度相似，导致疑难种和近缘种区分困难，其系统地理分布格局及起源和演化过程等重要生物学问题研究几乎空白。本项目在已有的研究基础上，采用形态学和多分子标记联合分析，围绕以下3个科学问题，开展印度–西太平洋鲳属鱼类系统分类与起源演化研究，1)阐明鲳属鱼类的分类地位，揭示印度–西太平洋海域鲳属物种隐存多样性以及厘定有效物种；2)重建鲳属与鲳科另外2属间的系统发育关系，结合地质历史重大事件，探讨鲳属物种分化及物种形成过程；3)揭示鲳属广布种的种群谱系地理结构和种群进化历史，推测物种的扩散途径。本项目研究将对深入认识和理解物种起源和生物多样性演化问题起到积极作用，对探讨极端气候变迁和海洋环境变化等对海洋生物的时空分布格局形成和演化的影响具有重要意义。

鲳属是鲳科现有鱼类中唯一广泛分布于印度–西太平洋海域的一个属，经济价值和产量都很高，在世界海洋渔业资源和动物地理学研究中占据非常重要地位。由于鲳属鱼类种间形态高度相似，导致疑难种和近缘种区分困难，其地理分布格局以及起源和演化过程等重要生物学问题研究几乎空白。本项目在前期研究基础上，采用形态学和多分子标记联合分析，围绕以下科学问题开展研究：1）阐明鲳科鲳属分类地位，厘定有效物种，揭示鲳属物种隐存多样性；2）重建鲳属系统发育关系，解析物种分化及其物种形成过程；3）揭示广布种的种群谱系地理结构和种群进化历史，推测物种的扩散途径。取得以下主要研究成果：1）采用传统形态分类方法，结合分子生物学技术，澄清了过去鲳属鱼类的分类混乱和命名错误，明确印度-西太平洋鲳属7个有效物种，即：银鲳、中国鲳、灰鲳、刘氏鲳、珍鲳、翎鲳和素鲳，首次揭示了世界鲳属鱼类物种多样性。2）完成了鲳属近似种和近缘种的厘定，确立了刘氏鲳和素鲳的物种有效性。3）筛选出适用于鲳属鱼类的DNA条形码标记，相较于常用的COI条码片段，序列更长的Cytb基因片段更适合作为鲳属鱼类物种鉴定的DNA条形码。4）阐明了鲳属物种间系统发育关系，构建鲳属分子系统发育树。5）基于分子系统学和物种界定方法，整合全球鲳属线粒体序列，揭示了世界鲳属鱼类地理分布格局。鲳属物种多样性中心在印度-西太平洋中部，包括巽他陆架及南海周边海域，除素鲳仅局限分布于印度洋沿海外，其余6种均在该区域交叉分布。6）分析了鲳属鱼类系统发育谱系的分歧时间和物种分化模式。分化时间和生物地理重建结果表明，鲳属鱼类起源于晚中新世的印度-西太平洋中部，与印太交汇区生物多样性中心形成时间相近，推测鲳属起源可能与印太交汇区生物多样性中心形成有关。7）获得了银鲳的染色体水平的高质量基因组。本项目取得的成果对探讨古地质和海洋环境变化等对海洋生物的时空分布格局形成和演化的影响具有重要意义。