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月魚目魚類之分子親源關係(Teleostei: Lampriformes)併粗鰭魚屬系統分類研究(Trachipteridae: Trachipterus)

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月魚目魚類廣泛分布在除了北極海以外的全球各大海域中,約有6科、11屬以及22個有效種,包含俗稱地震魚的皇帶魚等大型魚類。月魚目魚類體型差異顯著,體長範圍從28公分至11公尺。除了體長差異,本目的形態變化明顯,有卵圓形的月魚科和旗月魚科魚類,以及長帶狀的皇帶魚以及粗鰭魚等。部份魚類可能具有不同的食性,少數物種具有特殊的墨水管可以噴出墨汁來抵禦掠食者。雖然地震魚的傳說讓皇帶魚蒙上神祕色彩並且廣受大眾注目,然而我們對於皇帶魚及其近緣的月魚目魚類的生物學知識卻極為有限。在演化生物學的相關研究方面目前僅有Olney 等人與Miya等人分別以形態與分生的特徵建構其親緣關,然而兩個研究均有採樣不足的問題,導致月魚目各科間的親緣關係至今沒有一個廣為接受的定論;此外,多數月魚目魚類的屬內都有很高比例的同物異名,其中以粗鰭魚屬內7個有效種即擁有高達31個同物異名為最。本研究將廣泛收集月魚目之魚類,利用分子生物學之技術以粒線體全序列搭配RAG1與rhodopsin兩個核基因的序列提供完整而全面的月魚目之親緣關係研究,另外以四個基因序列(cyt b、CO1、RAG1、rhodopsin)針對較常見的粗鰭魚屬魚類進行分子系統分類之研究。

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How to cite

Researchers should cite this work as follows:

Drummond, A.J. & A. Rambaut. 2007. Beast: Bayesian evolutionary analysis by sampling trees. BMC Evolutionary Biology, 7: 214.

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Who created the resource:

Te-yu Liao
助理教授
國立中山大學海洋科學系 鼓山區蓮海路70號 高雄市 TW 07-5252000 ext5107

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Te-yu Liao
助理教授
國立中山大學海洋科學系 鼓山區蓮海路70號 高雄市 TW 07-5252000 ext5107

Who filled in the metadata:

I-Hsiang Huang
研究助理
國立中山大學海洋科學系 TW

Geographic Coverage

訪視各主要漁港(如屏東東港與宜蘭大溪,以及南方澳漁港)以蒐集樣本;在國外,申請人博士班與博士後之間的訓練均在國外知名博物館完成,與瑞典自然歷史博物館(Swedish Museum of Natural History)、美國自然歷史博物館(American Museum of Natural History)、加州科學院(California Academy of Sciences)、美國國立自然歷史博物館(National Museum of Natural History, Washington)、倫敦自然歷史博物館(Natural History Museum, London)、華萊士博物館(Raffles Museum of Biodiversity Research)以及南非水生生物多樣性研究所(South Africa Institute of Aquatic Biodiversity)等單位均有連繫,相信在標本的取得上能得到一定程度的協助,藉由標本交換、標本借用或者國際合作等方式取得所需的月魚目標本。

Bounding Coordinates South West [-90, -180], North East [90, 180]

Project Data

No Description available

Title 月魚目魚類之分子親源關係(Actinopterygii: Teleostei)併粗鰭魚屬系統分類研究(Lampriformes: Trachipteridae)
Funding 科技部
Study Area Description 訪視各主要漁港(如屏東東港與宜蘭大溪,以及南方澳漁港)以蒐集樣本;在國外,申請人博士班與博士後之間的訓練均在國外知名博物館完成,與瑞典自然歷史博物館(Swedish Museum of Natural History)、美國自然歷史博物館(American Museum of Natural History)、加州科學院(California Academy of Sciences)、美國國立自然歷史博物館(National Museum of Natural History, Washington)、倫敦自然歷史博物館(Natural History Museum, London)、華萊士博物館(Raffles Museum of Biodiversity Research)以及南非水生生物多樣性研究所(South Africa Institute of Aquatic Biodiversity)等單位均有連繫,相信在標本的取得上能得到一定程度的協助,藉由標本交換、標本借用或者國際合作等方式取得所需的月魚目標本。
Design Description 利用分子生物學之技術以粒線體全序列搭配RAG1與rhodopsin兩個核基因的序列提供完整而全面的月魚目之親緣關係研究,另外以四個基因序列(cyt b、CO1、RAG1、rhodopsin)針對較常見的粗鰭魚屬魚類進行分子系統分類之研究。

The personnel involved in the project:

Principal Investigator
Te-Yu Liao

Sampling Methods

雖然月魚目分布遍及全球,但由於其稀有性,單靠台灣的漁業或科學性採樣恐怕難以在短期內蒐集到所需的樣本。有鑒於此,分生樣本取得將以全球各博物館或海洋研究站典藏標本為主。雖然標本採樣越齊全越好,但是期望至少能採得各科模式屬的樣本以利系統分類學的探討。在國內,已經取得非常稀有的皇帶魚以及石川氏粗鰭魚標本可供使用,此外將利用海洋研究船進行採樣,並將持續訪視各主要漁港(如屏東東港與宜蘭大溪,以及南方澳漁港)以蒐集樣本;在國外,申請人博士班與博士後之間的訓練均在國外知名博物館完成,與瑞典自然歷史博物館(Swedish Museum of Natural History)、美國自然歷史博物館(American Museum of Natural History)、加州科學院(California Academy of Sciences)、美國國立自然歷史博物館(National Museum of Natural History, Washington)、倫敦自然歷史博物館(Natural History Museum, London)、華萊士博物館(Raffles Museum of Biodiversity Research)以及南非水生生物多樣性研究所(South Africa Institute of Aquatic Biodiversity)等單位均有連繫,相信在標本的取得上能得到一定程度的協助,藉由標本交換、標本借用或者國際合作等方式取得所需的月魚目標本。 粗鰭魚屬:粗鰭魚在月魚目中相對常見(Froese and Pauly, 2011),以台灣為例,各漁港市場中總能見到一兩條在陳列販售,收集其全球樣本相對其它月魚較為容易。預計採集各大洋東西兩岸的粗鰭魚標本供分子生物學研究之用。

Study Extent 將利用海洋研究船進行採樣,並將持續訪視各主要漁港(如屏東東港與宜蘭大溪,以及南方澳漁港)以蒐集樣本;與國外知名博物館進行合作,藉由標本交換、標本借用或國際合作方式取得所需的月魚目標本。

Method step description:

  1. 鰓弓結構比較: 透明骨骼標本 (cleard and stained specimens):透明骨骼標本所需的材料則可由中央研究院之生物多樣性研究博物館提供或者採及新鮮標本備製。依Taylor and van Dyke (1985)建議的方法將魚體軟骨與骨骼分別以阿爾新藍(alcian blue)與茜素紅 (alizarin red)染色並以胰蛋白酵素(trypsin)與甘油(glyceral)加以透明化以利於形態比較與分析。其目的為提供皇帶魚與粗鰭魚食性的形態學證據,透明骨骼標本的製作將以頭部為主。 DNA定序: 聚合酶連鎖反應(PCR):是一種用於擴增特定的DNA片段的分子生物學技術,廣泛地運用在醫學和生物學的研究。其原理係利用高溫(約94℃)使雙股DNA分離,在DNA分離後,降低溫度使得特別設計的引子結合於單股DNA上。此階段的溫度會依引子的序列長度、去氧核醣核酸組成以及實驗設計而有所調整。最後,再藉由DNA聚合酶將引子的序列沿著單股DNA合成互補的新股。經由30至40個上述的循環即可有效增幅目標序列,所得聚合酶連鎖反應產物即可送生物科技公司定序。 月魚目:由於月魚目魚類體型差異顯著,所以我們預期其分化年代必定非常久遠,少數基因或有限的序列長度恐怕不足以提供充分的親緣關係訊息。魚類粒腺體基因組全序列約16000多個鹼基,先前的研究顯示粒腺體全序列可用來探討高階魚類親緣關係(Miya et al., 2003; Miya et al. 2010),因此我們選定其作為研究月魚目親緣關係的標記物(marker)。利用Miya and Nishida (1999)以及Miya et al. (2007)所建議的引子(primer)進行粒腺體全序列定序。除了粒線體DNA外,考量核基因或許能提供演化與親緣關係的另一層參考,所以除了粒線體全序列外,也將參考前人發表的引子(Miya et al., 2007;Sevilla et al., 2007)定序Recombination Activating Gene 1(RAG1)以及rhodopsin這兩個核基因,以提供月魚目的演化與親緣關係更全面的認識。 粗鰭魚:粗鰭魚屬的系統分類研究由於針對的是關係較接近的同屬內生物,因此將僅選用粒腺體的cytochrome b與COI以及核基因體中的rhodopsin、RAG1與ENC1等基因,並利用已發表的引子進行實驗(Li et al., 2007;Miya et al., 2007;Sevilla et al., 2007)。 數據分析: DNA排序:所得的序列以Lasergene等軟體進行排序(align),遇空缺(gap)或不確定的排序則跳過不計,所以分析用的總序列會比實際序列短。 親緣關係分析與分子定年:排序好的資料以Bayesian (Huelsenbeck & Ronquist, 2001; Ronquist and Huelsenbeck, 2003)與maximum parsimony(Swofford, 1998)等方法分析進而重建月魚目與粗鰭魚屬的親緣關係樹。此外,也將利用分子定年軟體如BEAST(Drummond and Rambaut, 2007)針對月魚目與粗鰭魚屬分別進行定年,以了解各物種間的分化年代,佐以洋流與地殼變動的資料探討其演化與地理事件以及洋流的關係。

Bibliographic Citations

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  3. Miya, M. & M. Nishida. 1999. Organization of the mitochondrial genome of a deep-sea fish, Gonostoma gracile (Teleostei: Stomiiformes): first example of transfer RNA gene rearrangements in bony fishes. Marine Biotechnology, 1: 416–426.
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  6. Ronquist, F. & J.P. Huelsenbeck. 2003. MRBAYES 3: Bayesian phylogenetic inference under mixed models. Bioinformatics, 19: 1572–1574.
  7. Sevilla, R.G., A. Diez, M. Norén, O. Mouchel, M. Jérôme, V. Verrez-Bagnis, H. van Pelt, L. Favre-Krey, G. Krey, The FishTrace Consortium & J.M. Bautista. 2007. Primers and polymerase chain reaction conditions for DNA barcoding teleost fish based on the mitochondrial cytochrome b and nuclear rhodopsin genes. Molecular Ecology Notes, 7: 730–734.
  8. Swofford, D.L. 1998. PAUP, phylogenetic analysis using parsimony (and other methods). Vers. 4. Sinauer Associates, Sunderland.
  9. Taylor, W.R. & G.C. Van Dyke. 1985. Revised procedures for staining and clearing small fishes and other vertebrates for bone and cartilage study. Cybium, 9: 107–119.

Additional Metadata

Alternative Identifiers http://taibif.tw/iptzh/resource.do?r=lampriformes_systematic