中国西南喀斯特地域淡水蟹类的物种多样性及分子系统地理学研究

We have found that 77.77% freshwater crab genus and 43.67% species of China Mainland inhabit Yunan, Guizhou, Guangxi, Sichuan Province and Chongqing municipality in Southwest Karst Landform, which might be related to the unique local microenvironment that is suitable for freshwater crabs breeding. Based on our 241 samples collected from the above five provinces/municipality and previous work founded by NSFC, we will use molecular geographical, carcinological, and parasitological measurements to setup morphological database for freshwater crabs in these regions, followed by building the phylogenetic tree and genetic database by gene sequencing including 16S rRNA. This project will reveal differentiation, biodiversity and distribution of freshwater crabs inhabited in Southwest Karst region and its significance in taxonomy, thereby flourishing regional ecosystem and enriching the research of local biota. By studying the zoogeographical pattern of freshwater crabs in Southwest Karst Landform, an unique ecoregion in the world, and its significance in global distribution of freshwater crabs, this project will provide firsthand data for formation of biodiversity, evolution and protection of freshwater crabs.

申请人等发现目前存在于西南喀斯特地域的滇、黔、桂、川和重庆集中分布了中国大陆77.77%的淡水蟹属和43.67%的物种，其丰度很可能与该地貌所特有的适宜淡水蟹类孳生繁衍的局部微小生态环境有关。基于申请人等在上述5省市采获241个样点标本和已完成NSFC的工作基础，拟采用分子系统地理学并融合甲壳动物学和寄生虫学等多学科技术与方法，在建立形态学标本数据库基础上对该地域淡水蟹类进行16SrRNA等基因序列测定与构建系统发育树和种群基因数据库。本项目的理论价值与科学意义，系在分子水平上追溯和揭示西南喀斯特淡水蟹类的种群分化进程、多样性及分布格局和作为分类上属的分化中心地位，籍以丰富和繁荣我国喀斯特生态系统与生物区系的研究内容，探究中国西南喀斯特这一世界特殊生态地理区域淡水蟹类的动物地理模式在亚洲乃至世界淡水蟹类总分布格局中所处的地位与影响，并为其生物多样性的形成、演变和保护提供第一手基础数据资料。

基于申请人等检视完成研究室标本库位于西南喀斯特地域滇、黔、桂、川和重庆5省市采获241个样点标本的工作基础，本项目在年度研究计划内，累计发现并撰文报告了中国大陆8属14个新物种。首次对产于中国西南喀斯特地域下7属7种溪蟹科蟹类完成了全线粒体基因组序列测序，分析其基因组组成、基因排列顺序、tRNA结构及密码子使用情况等，并联合其他短尾下目物种的13个蛋白质编码基因进行系统发生分析以及分歧时间估算，由此丰富了我国淡水蟹类的物种构成及线粒体基因组分子数据。基于NCBI数据库，联合本实验测得的西南八省区16S基因的物种序列建立了16S基因的系统发生分析树，数据显示基因间隔消失的现象时有出现，尤其龙溪蟹属下物种的种间分类情况不甚理想。首次证实中国大陆现有85.42 %的淡水蟹类的属和60.49 %的物种集中分布在西南八省区所属喀斯特地域范围，其丰度可能与该地貌所特有的适宜淡水蟹类孳生繁衍的局部微小生态环境有关。基于喀斯特科学数据中心（www.karstdata.cn）提供的中国南方喀斯特空间分布数据，采纳西南八省区的31属129物种合计640个淡水蟹类个体首次构建了西南喀斯特地域淡水蟹类地理信息系统（GIS），通过对该地域淡水蟹类物种多样性和喀斯特地貌的形成年代进行分析，发现并证实在纬度较低、气候处于亚热带季风气候且具有较为丰富的喀斯特地貌的滇、黔、桂省区淡水蟹物种的丰富度最高。培养生物学、病原生物学专业硕士研究生5名，在国内外学术期刊公开发表学术论文合计16篇。本项目研究在探索中国西南喀斯特这一世界特殊生态地理区域淡水蟹类的动物地理模式在亚洲乃至世界淡水蟹类总分布格局中所处的地位与影响，并为其生物多样性的形成、演变和保护提供了第一手基础数据资料。