中国海域贻贝超科系统分类与关键性状演化研究

Marine mussel (Mollusca: Bivalvia: Pteriomorphia: Mytilida: Mytiloidea), one of the most abundant species in Mollusca, exhibits a highly variable morphology and can survive in both intertidal zone and deep sea, which makes it as an important model to study the adaptive evolution of Marine organisms. In China, however, the research on systematics and taxonomy of mussels is not carried out since the 1990s and the list of Chinese mussels has not been updated for a long time, which results in taxonomic problems and restricts related basic research. In this proposal, we will analyze the quantity of Marine mussel specimens deposited in Marine Biology Museum, Chinese Academy of Sciences, as well as new collected specimens, and combine morphological taxonomy with molecular phylogenetics to accurately study systematics and taxonomy of mussels. The main work of this project are as follows: revise and update the list of marine mussels, analyze and clarify the phylogenetic relationship of the internal subfamilies and genera (especially the monophyly of each subfamily and genus). Finally, we will evaluate the key taxon traits and reconstruct the evolution process. This proposal will contribute greatly to the mussel classification and phylogeny, as well as to the management and protection of mussel resources, and provide rich database for related basic research in China.

贻贝超科是软体动物中物种最丰富的类群之一，由于其形态多样，并能适应自潮间带至深海等多种极端生境，因此成为研究海洋生物适应性演化的重要模式生物类群。而明确贻贝的分类对研究其适应性演化有举足轻重的作用。但我国的贻贝分类与系统学研究依然停滞在20世纪90年代，目前分类系统和物种名录过于陈旧，制约着相关基础研究的进展，亟待更新和完善。在本项目中，我们将利用中国科学院海洋研究所丰富的馆藏贻贝标本和项目团队新近采集的标本，采用形态学、解剖学并结合现在分子生物学手段，全面深入地开展中国贻贝的分类和系统学研究工作，主要包括：对中国海域的贻贝超科物种进行分类修订和名录更新，明确贻贝超科内部亚科、属等阶元系统发育关系，特别是各亚科与属单系性，最后对关键分类性状进行评估，重建其演化过程。本项目的开展将为贻贝相关的基础研究提供必要的支持，也对我国贻贝物种资源开发和保护具有重要意义。

贻贝超科是双壳纲物种最丰富的类群之一和重要模式生物类群。但分类学者依据形态对贻贝超科内部各阶元的划分未达成一致结论。本项目利用馆藏和采集标本，采用形态学和分子生物学分析方法，深入展开了贻贝的分类和系统发育研究。主要成果如下: 1.在中国沿海采集到贻贝科9个亚科17属50种4000余号标本。对50余种标本进行形态描述、拍照、测序。获得50种贻贝的28S rRNA、18S rRNA、H3、ITS2、COI、16S rRNA基因短片度约1000条，及37种贻贝的线粒体基因组。2.首次报导贻贝入侵物种 Mytella strigata (Hanley, 1843)，并基于群体遗传分析其全球扩散路径和生物地理模式。研究发表于SCI期刊。3.重建贻贝系统发育关系。分别利用短片段和线粒体基因组，基于贝叶斯算法和最大似然法构建了贻贝科系统发育树。解决了贻贝亚科Mytilinae、肌蛤亚科Musculinae、隔贻贝亚科Septiferinae、短齿蛤亚科 Brachidontinae、深海偏顶蛤亚科 Bathymodiolinae、石蛏亚科Lithophaginae、膜石蛏亚科 Leiosoleninae、偏顶蛤亚科 Modiolinae、Xenostrbinae 的划分。以及隔贻贝属Septifer、短齿蛤属Brachidontes、石蛏属 Leiosolenus、偏顶蛤属Modiolus，属内物种分类问题。4.在构建稳健的系统发育关系的前提下，对形态性状演化历史进行分析。发现绒贻贝属Gregariella 和石蛏属Leiosolenus物种外套膜分泌酸液的性状为独立演化。壳顶圆、顿、尖、壳表有无放射肋等不应单独作为亚科阶元的分类特征。壳顶内是否有隔不适用于属阶元划分的依据。项目期间发表SCI论文3篇，核心期刊1篇，培养硕士1名，本科生两名。研究成果对贻贝物种资源的开发和保护提供了数据支持，为贻贝科动物志编写和进化研究等提供了基础。