日本沼蝦族群結構與地理親緣之研究

Abstract

日本沼蝦 (Macrobrachium nipponense)，分佈於整個東亞地區，為中國、日本及臺灣重要的經濟性蝦種，具有兩側洄游及陸封兩種不同生活史的型態。中國及日本都已對該國日本沼蝦之族群結構進行研析，且對兩側洄游及陸封不同生活史的日本沼蝦，也已有關生物學上的比較研究，但臺灣則無；另外，對於東亞各國日本沼蝦族群間親緣地理關係之研究，亦付之闕如。因此，本研究主要目的(一)首先使用粒線體DNA的16S rRNA和COI基因之部分序列，來研析臺灣及東亞各地區日本沼蝦的譜系數量、族群遺傳結構及地理親緣之關係；(二)探討比較臺灣陸封與兩側洄游之日本沼蝦，其外部形態形質間的差異；(三)比較研析臺灣不同譜系日本沼蝦的族群參數之差異。 首先採集自臺灣六個水庫(石門水庫、明德水庫、曾文水庫、澄清湖、陽明湖及鯉魚潭)和三個河口(淡水河口、中港溪河口及高屏溪河口)共202尾之日本沼蝦，定序其粒線體DNA的16S rRNA和COI部分序列後，共獲得76個單倍型，經樹狀分析後，可分成兩個譜系(A及B)，其中澄清湖樣本只來自於譜系A，但石門水庫之樣本皆屬於譜系B，其它採樣區則皆同時具有兩個不同譜系之個體；不管是譜系A或B，皆在近期有發生族群擴張的現象。有關族群間遺傳差異的部分，除高屏河口及中港溪河口之族群間無差異外，其餘各族群間皆有顯著的差異。從UPGMA之採樣區樹狀圖顯示，至少可分為兩大群：一群包含石門水庫及淡水河口群；另外7個族群組合成另一群。 有關東亞日本沼蝦族群方面，則採集中國(太湖、九龍江、閩江及深圳水庫)、日本(琵琶湖、霞ヶ浦)、南韓(漢江)及臺灣(石門水庫、明德水庫及澄清湖水庫)等十個不同地區，共239尾樣本，分析獲得83個單倍型，亦可劃分為兩個譜系(A及B),且譜系A可進一步分成兩個子譜系(A1及A2)，但A2的個體皆來自中國大陸的太湖；日本兩個區域樣本皆來自於譜系A，但韓國樣本則皆屬於譜系B；譜系A、A1、A2或B皆有發生族群擴張的現象，且譜系A2在最後冰河期有發生二次接觸之現象。有關族群間遺傳差異的部分，除閩江及九龍江、深圳水庫及石門水庫族群間無差異外，其餘各族群間皆有顯著的差異。從UPGMA之採樣區樹狀圖顯示，至少可分為兩大群：一群包含石門水庫、深圳水庫、漢江、閩了及九龍江；另外5個族群組合成另一群。 為比較臺灣的陸封與兩側洄游日本沼蝦的外部形態形質間之差異，則分別採集來自三個河口域(兩側洄游之樣本)及包含石門水庫(陸封，譜系B)、澄清湖(陸封，譜系A)和其它3個陸封水庫等八個採樣點之日本沼蝦，共計873尾；各量測其12個外部形態形質後，所有量測之資料經 Reist 法標準化，再以典型分析法依雌、雄研析其系群結構。結果顯示九個族群約可分為北部湖庫，西南湖庫與河口域等三大群，顯示陸封與兩側洄游之日本沼蝦其外部形態形質有顯著的差異，且來自譜系A(澄清湖樣本)及來自譜系B(石門樣本)的日本沼蝦，其外部形態形質亦有顯著的差異；最後，依月別各採集來自澄清湖(譜系A)與石門水庫 (譜系B)之日本沼蝦，共一年各12個月份之雌、雄樣本，進行不同譜系間日本沼蝦之族群參數比較，結果顯示石門水庫樣本極限體長、成長參數性、死亡率、最小成熟頭胸甲長及50%性成熟頭胸甲略大於澄清湖，又其生殖週期澄清湖較早於石門水庫，澄清湖有兩個補充群，石門水庫只有一個。