基于线粒体基因组和多核基因的臭蛙属（两栖纲：无尾目：蛙科）系统发育研究

Recovering the origin and phylogenies of various groups at different taxonomic ranks among biosphere has been the key subject of inquiry in evolutionary biology. The genus Odorrana is endemic to Asia and evolutionarily significant during the transition from Rana to Hylorana in the family Ranidae, and reconstructing their evolutionary history and phylogeny has been the interests of phylogenetic studies for Amphibia. Although great progress has been made for the origin, evolution and phylogeny of the genus Odorrana based on the analysis of morphological and molecular data, there is still some controversy concerning the taxonomy and validity of different species complex and subgenera as well as phylogenetic relationships among odor frogs due to limited number of species and molecular markers sampled. Here, the complete mitochondrial genomes and 10 nuclear genes from the Odorrana species were determined, combined and compared. The aims of this project were 1) to systematically explore the evolution and phylogenetic relationships for the Odorrana species, and address some of the important and remaining controversial portions of the Odorrana phylogeny, and 2) to reconstruct the historical biogeography, explore the history of the origin, evolution and dispersal of the genus Odorrana, and provide complete insights into the influence of geological events, environmental change and climatic fluctuation to the origin and evolution of Amphibia.

追溯生物界不同生物类型的起源与进化关系是进化生物学研究的核心问题。臭蛙属是亚洲特有的两栖动物，是蛙科动物中从真蛙类向水蛙类进化的重要过渡类群，重建其进化历史和系统发育关系一直是两栖类系统发育研究的热点。近年来，通过形态学和分子标记数据，在臭蛙属的起源、进化和系统发育方面，取得了重要的进展，但由于依据的臭蛙物种数量有限、分子标记数据少，臭蛙属种组的划分和亚属的有效性以及臭蛙属物种间的系统关系仍存在广泛争议。本项目拟通过对臭蛙属线粒体基因组和10个核基因标记的测定、联合使用及比较分析，一方面系统地分析臭蛙属物种的进化和系统发育关系，解决臭蛙属广泛存在争议的重要科学问题；另一方面重建臭蛙属历史生物地理，追溯臭蛙属物种的起源、进化和扩散历史，全面认识地质事件、环境与气候变迁对两栖类起源与进化的影响。

臭蛙属是蛙科动物中从真蛙类向水蛙类进化的重要过渡类群，重建其系统发育关系、起源和扩散历史一直都是两栖类系统发育研究的热点。本研究利用中国在臭蛙属物种数量和分布方面的优势，通过线粒体基因组和大量核基因标记的联合使用和比较分析，重建了臭蛙属系统发育关系和历史生物地理，揭示了臭蛙属物种的起源、进化和扩散机制：1）建立了线粒体基因组捕获测序方法，揭示了臭蛙属线粒体基因组发生了基因重排；2）臭蛙属为高支持率的单系群，分为8个支系；2）臭蛙属起源于中新世早期，自中新世中期至后期8个支系依次分化，在更新世臭蛙属物种经历了快速成种和分化；3）云贵高原是臭蛙属的起源中心，受青藏高原持续隆升的影响，向东南丘陵、台湾和琉球群岛扩散，横断山的形成，为臭蛙向北扩散至喜马拉雅南缘、秦岭-大巴山-巫山一线，向南扩散至中南半岛建立了通道；4）青藏高原隆起、第四纪冰期与间冰期气候波动及冰期避难所的形成，导致更新世臭蛙属物种快速分化。此外，澄清和修订了湖南省、福建省、浙江省、江西省、江苏省花臭蛙、天目臭蛙和黄岗臭蛙的物种组成和地理分布，描述新记录2种。广义大绿臭蛙复合体系统地理学结果表明广义大绿臭蛙复合体内存在隐存种，青藏高原隆起、气候变化及河流历史变化等在广义大绿臭蛙复合体分化和物种形成中起重要作用。本研究的工作有助于更好的全面深刻理解臭蛙属物种的起源和演化，为两栖类的进化历史与演化过程提供重要的资料和依据。